APARATURA KOSMICZNA, Piotr Orleański, CBK PAN, Wykład 4
Transkrypt
APARATURA KOSMICZNA, Piotr Orleański, CBK PAN, Wykład 4
APARATURA KOSMICZNA, Piotr Orleański, CBK PAN, Wykład 4, strona 1 Wykład 4 – Niezawodność • Klasyfikacje projektów uwzględniające problemy niezawodności, • Elementy projektu wpływające na stopień niezawodności, • Normy projektowania stosowane przez różne agencje kosmiczne, • Wymagania dotyczące dokumentacji, • Analiza niezawodnościowa (FMECA), • Projektowanie nadmiarowe jako „dyskusyjny” element procesu budowy aparatury pomiarowej. • Problem prawidłowego zdefiniowania założeń, • Niezawodność funkcjonalna urządzenia. APARATURA KOSMICZNA, Piotr Orleański, CBK PAN, Wykład 4, strona 2 Rodzaj projektu Odpowiedzialność Niezawodność aparatury Konstrukcja aparatury Normy projektowania Elementy projekty komercyjne i militarne, projekty załogowe ESA “cornerstone mission”, międzynarodowe laboratoria badawcze wymagania – zamawiający, wykonanie – przemysł, nadzór – obie strony wymagania – głównie ESA, czasami wspólnie z PI, wykonanie – wyspecjalizowane instytuty naukowe, czasami przemysł nadzór – obie strony wymagania – głównie PI, czasami wspólnie z ESA, wykonanie – wyspecjalizowane instytuty naukowe, czasami przemysł nadzór – PI najwyższa pełna redundancja, “cross coupling” bardzo wysoka “single point failure free” (SPFF), awaria jednego podzespołu nie może zmniejszyc możliwości metrologicznych o więcej niż 20% zależy od PI czasami redundancja niektórych bloków, pełne zastosowanie tzw. “derating rules” w wyjątkowych wypadkach odstępstwa od zastosowania tzw. “derating rules” tylko specyfikacje kosmiczne, nowe elementy tylko po pełnych testach tylko specyfikacje kosmiczne, nowe elementy tylko w wyjątkowych wypadkach i po pełnych testach w wyjątkowych wypadkach odstępstwa od zastosowania tzw. “derating rules” wymagania – głównie PI, czasami wspólnie z ESA, wykonanie – wyspecjalizowane instytuty naukowe, nadzór – PI średnia bardzo różnie: z reguły większość elementów w wykonaniu militarnym, ale zdarzają się elementy ze specyfikacją kosmiczną, zastosowanie nowych podzespołów za zgodą PI elementy militarne, czasami “industrial” duże projekty w których ESA dostarcza tylko platformę badawczą (satelitę), PI odpowiada za efekt naukowy małe projekty PI, projekty technologiczne i studenckie wysoka praktycznie bez redundancji nagminnie stosowane odstępstwa od zastosowania tzw. “derating rules APARATURA KOSMICZNA, Piotr Orleański, CBK PAN, Wykład 4, strona 3 Elementy projektu wpływające na stopień niezawodności: •struktura konsorcjum - zespół PA (Product Assurance) bezpośrednio podlegający PI, dokładne ustalenie zakresów prac, obowiązków i odpowiedzialności (tzw. work packages), sformalizowanie współpracy (business agreement), •organizacja pracy - kontrolowany system przepływu dokumentów (documents tracebility), zapewnienie, aby w danym momencie wszyscy posługiwali się tymi samymi wersjami dokumentów, bieżące spotkania lub telekonferencje, raporty z postępu prac i wynikłych problemów, system rozliczania kolejnych faz projektu (reviews), system monitorowania zgodności wykonanych prac z założeniami (Non Conformance Report, Waiver, EIDP), wczesne i bardzo dokładne sprecyzowanie wymagań technicznych oraz pełna specyfikacja interfejsów, •metody projektowania - symulacje prowadzone we wczesnej fazie projektu, modelowanie i testowanie krytycznych bloków aparatury, odpowiedni schemat blokowy, pojęcie Single Point Failure Free, stosowanie odpowiednich marginesów projektowych (derating rules), listy elementów, materiałów i procesów technologicznych, analiza niezawodności (FMECA), •wykonawstwo - zgodnie z zaleceniami i normami agencji kosmicznych, kwalifikowane technologie i producenci, kwalifikowany personel, weryfikacja każdej operacji przed przystąpieniem do następnej (inspection points), •testy - testy elementów u producenta i w wyspecjalizowanych firmach, różne modele testowane począwszy od wczesnej fazy projektu, struktura testów uwzględniająca specyfikę kosmiczną APARATURA KOSMICZNA, Piotr Orleański, CBK PAN, Wykład 4, strona 4 ESA PI i współpracujący z nim zespół naukowców Techniczny kierownik projektu, Inżynierowie systemowi, Zespół kontroli jakości Biuro projektu Podsystemy APARATURA KOSMICZNA, Piotr Orleański, CBK PAN, Wykład 4, strona 5 struktura konsorcjum - niezależny zespół PA (Product Assurance) bezpośrednio podlegający PI lub kierownikowi projektu Arne O. Solberg - inspektor ESA sprawdza poprawność montażu VEB FM Specjaliści z LABEN dyskutują szczegóły dokumentacji VEB FM APARATURA KOSMICZNA, Piotr Orleański, CBK PAN, Wykład 4, strona 6 struktura konsorcjum - niezależny zespół PA (Product Assurance) bezpośrednio podlegający PI lub kierownikowi projektu APARATURA KOSMICZNA, Piotr Orleański, CBK PAN, Wykład 4, strona 7 struktura konsorcjum dokładne ustalenie zakresów prac, obowiązków i odpowiedzialności (tzw. work packages) WP 0000 LO management WP 1000 LO Unit (LOU) WP 2000 LO Control Unit (LCU) WP 3000 LO Source Unit (LSU) WP 4000 LO Interfaces (external) WP 5000 LO AIV, incl. GSE (subsystem level) WP 6000 LO PA/QA ............................ WP 1100 LOU Mechanical Structure WP 1200 LOU Optics WP 1300 LO Chains WP 1400 LOU internal harness ................................... WP 1310 W-band Tripler responsible MPIfR (tbc) WP 1320 Power Amplifiers JPL WP 1330 Multipliers Bands 1-4 MPIfR with RPG WP 1340 Multipliers Band 5 JPL WP 1350 Multipliers Band 6 JPL (tbc) WP 1360 Devices (for multipliers) JPL [RPG, UMass] WP 1370 Isolators WR 10/12 JPL [Millitech] WP 1380 Isolators WR 05/06 MPIfR [Millitech] APARATURA KOSMICZNA, Piotr Orleański, CBK PAN, Wykład 4, strona 8 organizacja pracy - wczesne i bardzo dokładne sprecyzowanie wymagań technicznych oraz pełna specyfikacja interfejsów, „Experiment Interface Document” jako podstawowe źródło informacji o projekcie APARATURA KOSMICZNA, Piotr Orleański, CBK PAN, Wykład 4, strona 9 „Experiment Interface Document” jako podstawowe źródło informacji o projekcie – Herschel/Planck IIDA 1.0/2000 1 INTRODUCTION 4.5.2 Planck Service Module 2 APPLICABLE/REFERENCE DOCUMENTS 4.5.3 SVMs Subsystems 2.1 APPLICABLE DOCUMENTS 4.6.1 Launch 2.2 REFERENCE DOCUMENTS 4.6.2 FIRST 2.3 LIST OF ACRONYMS 4.6.3 Planck 3 KEY PERSONNEL AND RESPONSIBILITIES 5 INTERFACE WITH INSTRUMENTS 3.1 ESA PERSONNEL 3.2 CONTRACTOR PERSONNEL 4 SATELLITE DESCRIPTION 4.1 INTRODUCTION 4.2 SYSTEM DESCRIPTION 4.3 FIRST PAYLOAD MODULE (FPLM) 4.3.1 FIRST Telescope 4.3.2 Helium Cryostat 4.4 Planck PAYLOAD MODULE (PPLM) 4.4.1 Planck Telescope and FPU 4.6 OPERATING MODES 5.1 IDENTIFICATION AND LABELING 5.1.1 Project code 5.1.2 Unit identification code 5.1.3 Connector identification 5.2 COORDINATE SYSTEM 5.2.1 Spacecrafts Coordinate system 5.2.2 Instrument unit coordinate system 5.3 LOCATION AND ALIGNMENT 5.3.1 Instrument location 5.3.2 Instrument alignment 4.4.2 PSVM Units 5.4 EXTERNAL CONFIGURATION DRAWINGS 4.5 SERVICE MODULES (SVM) 5.5 SIZES AND MASS PROPERTIES 4.5.1 FIRST Service Module 5.5.1 Mass tolerances 5.5.2 Centre of Gravity Location and Tolerances 5.5.3 Moments of Inertia and Tolerances 5.5.4 Overall Instrument Mass Allocation 5.6 MECHANICAL INTERFACES 5.6.1 FIRST Payload Module 5.6.2 Planck Payload Module 5.6.3 Service Modules 5.7 THERMAL INTERFACES 5.7.1 FIRST Payload Module 5.7.2 Planck Payload Module 5.7.3 Service Modules 5.8 OPTICAL INTERFACES 5.8.1 FIRST Instruments 5.8.2 Planck Instruments 5.9 POWER 5.9.1 Thermal dissipation on FIRST Payload Module 5.9.2 Thermal dissipation on Planck Payload Module 5.9.3 Thermal dissipation on FIRST Service Module APARATURA KOSMICZNA, Piotr Orleański, CBK PAN, Wykład 4, strona 10 „Experiment Interface Document” jako podstawowe źródło informacji o projekcie – Herschel/Planck IIDA 1.0/2000 5.9.4 Thermal dissipation on Planck Service 5.12.4 FIRST Scientific Pointing modes Module 5.12.5 FIRST Calibration - Star Tracker 5.9.5 Power Supply - Load on main-bus 5.12.6 On-Target Flag 5.10 CONNECTORS, HARNESS, 5.12.7 Planck Reference Star Pulse GROUNDING, BONDING 5.12.8 FIRST Slews 5.10.1 Connectors 5.15.3 Physical handling 5.15.4 Purging 5.15.5 Mechanism positions 6 GROUND SUPPORT EQUIPMENT 6.1 Mechanical Ground Support Equipment 5.10.2 Harness 5.12.9 Planck Slews 6.2 Electrical Ground Support Equipment 5.10.3 Grounding and Isolation 6.3 Commonality 5.10.4 Bonding 5.13 ON-BOARD HARDWARE/SOFTWARE AND AUTONOMY FUNCTIONS 5.11 DATA HANDLING 5.13.1 On-board hardware 5.11.1 Telemetry 5.13.2 On-board software 5.11.2 SSR Mass Memory 5.14 EMC 7 INTEGRATION, TESTING AND OPERATIONS 5.11.3 Timing 5.14.1 Electrical Interfaces 7.1 AIV Sequence Overview 5.11.4 Telecommands 5.14.2 Harness, Connectors and Shielding 7.1.1 FIRST AIV Sequence Overview 5.11.5 Special signals 5.14.3 EMC Performance Requirements 7.1.2 Planck AIV Sequence Overview 5.11.6 Interface circuits 5.14.4 Conducted Emission/Susceptibility 7.2 Integration 5.11.7 Application Process Identifiers 5.14.5 Radiated Emission/Susceptibility 7.2.1 FPLM Integration 5.12 ATTITUDE AND ORBIT CONTROL/POINTING 5.14.6 Frequency Plan 7.2.2 PPLM Integration 5.15 INSTRUMENT HANDLING 7.2.3 FSVM Integration 5.15.1 Transport container 7.2.4 PSVM Integration 5.15.2 Cleanliness 7.2.5 FIRST S/C PFM Integration 5.12.1 Terminology 5.12.2 FIRST Pointing Requirements 5.12.3 Planck Pointing Requirements 6.3.1 EGSE 6.3.2 Instrument Control and Data Handling 6.3.3 Other Areas APARATURA KOSMICZNA, Piotr Orleański, CBK PAN, Wykład 4, strona 11 „Experiment Interface Document” jako podstawowe źródło informacji o projekcie – Herschel/Planck IIDA 1.0/2000 7.2.6 Planck S/C Integration 9.3.1 Instrument Verification 10.2 Management 7.3 FIRST/Planck Testing 10.2.1 ESA Responsibilities 7.3.1 FIRST PLM CQM Testing 9.3.2 Instrument Scientific Performance Validation 7.3.2 FIRST S/C CQM Testing 9.4 Design and Analysis Requirements 10.2.3 Principal Investigator Responsibilities 7.3.3 FIRST PLM PFM Testing 9.4.1 Mechanical Design and Analysis 10.2.4 Instrument Team Organisation 7.3.4 FIRST S/C PFM Testing 9.4.2 Thermal Verification Requirements 10.2.5 Formal Communication 7.3.5 Planck PLM CQM Testing 9.4.3 Mechanism Verification Requirements 10.2.6 Financing 7.3.6 Planck S/C CQM Testing 9.4.4 Electrical and Software Verification Requirements 10.3 Project Control 7.3.7 Planck PLM PFM Testing 7.3.8 Planck S/C PFM Testing 7.4 Operations 7.5 Commonality 8 PRODUCT ASSURANCE 9 DEVELOPMENT and QUALIFICATION 9.1 General 9.1.1 Definitions 9.1.2 Documentation 9.2 Model Philosophy 9.2.1 Spacecraft Models 9.4.5 Radiation Environment Verification 9.5 Verification and Testing 9.5.1 General Test Requirements 9.5.2 Test Level Tolerances 9.5.3 Mechanical Verification and Testing 9.5.4 Thermal Verification and Testing 9.5.5 Mechanism Verification and Testing 9.5.6 EMC Verification and Testing 9.5.7 Qualification to the Radiation Environment 9.2.2 Deliverable Instrument Models 10 MANAGEMENT, PROGRAM, SCHEDULE 9.3 Deliverable Instrument Test Plan 10.1 General 10.2.2 ESA Organisation 10.3.1 Project Control Objectives 10.3.2 Project Breakdown Structures 10.4 Schedule Control 10.4.1 Baseline Master Schedule 10.4.2 Schedule Monitoring 10.4.3 Schedule Reporting 10.5 Configuration Management 10.5.1 Objectives 10.5.2 Responsibilities 10.5.3 Configuration Identification ............ 10.8 Reviews and reporting APARATURA KOSMICZNA, Piotr Orleański, CBK PAN, Wykład 4, strona 12 organizacja pracy - kontrolowany system przepływu dokumentów (documents tracebility), zapewnienie, aby w danym momencie wszyscy posługiwali się tymi samymi wersjami dokumentów, APARATURA KOSMICZNA, Piotr Orleański, CBK PAN, Wykład 4, strona 13 organizacja pracy - kontrolowany system przepływu dokumentów (documents tracebility), zapewnienie, aby w danym momencie wszyscy posługiwali się tymi samymi wersjami dokumentów, APARATURA KOSMICZNA, Piotr Orleański, CBK PAN, Wykład 4, strona 14 organizacja pracy system rozliczania kolejnych faz projektu (Reviews) • Instrument Science Verification Review, • Instrument Preliminary Design Review, • Instrument Baseline Design Review, • Instrument Hardware Design Review, • Instrument Critical Design Review, • Instrument Qualification Review, • End Item Data Package, • Instrument Flight Acceptance Review Review Board Review Item Discrepancy IB IS IN T E G R A L R E V IE W IT E M D ISC R E P A N C Y VETO CDR ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------R ID -N o: IA S-012/V E B /2000 C L A SS.: M A JO R T IT L E O F R ID : PO W E R PR O T E C T IO N D IO D E S O R G IN A T O R : J.M . Poulsen D O C U M E N T R E FE R E N C E : V E B H ardw are D escription, issue 6.0, pg. 8 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------D ISC R E PA N C Y : T he pow er outputs from the D C -D C m odules have only one diode for protection (see fig 3). W hat happens if one of the diodes gets short-circuited and V E C U -1 plus V E C U -2 both are pow ered ? ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------IN IT IA T O R R E C O M M E N D E D SO L U T IO N : C larify fault tolerance concept, and introduce additional diode in series on each 28 V output (tow ards V D M /C D M ) - if not already im plem ented in the design. In any case the draw ing fig. 3 should be updated accordingly. -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------PA N E L R E C O M M E N D A T IO N S: P.O rleanski answ er: T he draw ing show s only the general concept of D C D C . In fact, in actual design the outputs from m ain and reserve D C D C are separated and com m utated by bistable relay – short circuit in one D C D C w ill no affect to the another one. T he draw ing can be updated in next issue if necessary. ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------CDR BOARD: Provide the updated version of docum entation NON CONFORMANCE REPORT SPACE RESEARCH CENTER PAS 1 4 PROJECT INTEGRAL/IBIS 5 SUPPLIER APARATURA KOSMICZNA, Piotr Orleański, CBK PAN, Wykład 4, strona 15 SRC PAS 6 SUBSYSTEM 8 ITEM NAME 11 UNIT NAME VETO 9 ITEM PART N°. VEB 12 UNIT PART N°. NCR Ref. Nr. NCR 004/98 - 2 DATE 26.10.98 3 PAGE 7 MODEL 1 OF 1 EM 10 ITEM SERIAL N°. - VEB-EM-001 13 UNIT SERIAL N°.002 14 NON CONFORMANCE STATED DURING: Incoming Manufacturing iNtegration Other: Assembly X Test 15 CAUSE OF NCR: X 16 CdC accused H/W Design Manuf. Dossier Process Workmansh. Transp/Handl. Comp. Defect Design S/W Other: NOT APPL. 17 NCR TITLE: WRONG CONVERSION FACTOR OF A/D 18 organizacja pracy system monitorowania zgodności wykonanych prac z założeniami (Non Conformance Report, Waiver) VIOLATED REQUIREMENT: TL12307 ISSUE 3 19 Distr List: PA 20 NON CONFORMANCE DESCRIPTION HK02-1,2,3,4, HK04-3 – wrong conversion factor of A/D Converter - for the EM the manufacturer.proposes to accept this situation PL cont. sheets 21 INITIATOR , DEP. , DATE. 22 P.ORLEAŃSKI, 26.10.1998 N.C. Classification X minor Major 24 Disposition Performed Resistor changed VHKFM.SCH VEB_FM_HK1_ASS Issue 1.0 October 99 23 DISPOSITION AND CORRECTIVE ACTION 1)NO IMPACT FOR EM0 AND EM, USE AS IT IS 2) CHANGE THE VALUE OF THE RESISTOR FOR THE QM AND FM cont. sheets 28 ACTIONEE 25 26 RFW / RFD / ECO NO X YES n° ANALYSIS REQUESTED X NO YES n° APARATURA KOSMICZNA, Piotr Orleański, CBK PAN, Wykład 4, strona 16 organizacja pracy - system monitorowania zgodności wykonanych prac z założeniami (Non Conformance Report, Waiver) NON CONFORMANCES / WAIVERS Pos. NCR number 1 NCR 001/98 Wrong position of bonding strap For EM closed Actual status For QM For FM closed closed 2 NCR 002/98 Minimum delay and width closed closed closed 3 NCR 003/98 Software problems closed closed closed 4 NCR 004/98 Wrong conversion factor of A/D closed closed closed 5 NCR 005/00 VEB mass increased NA closed closed 6 Description APARATURA KOSMICZNA, Piotr Orleański, CBK PAN, Wykład 4, strona 17 organizacja pracy - system rozliczania kolejnych faz projektu: End Item Data Package The EIDP shall provide the set of documents and records for further integration, testing and operation in higher-level assemblies: 1. Title page 2. Table of Contents 3. Shipping Documents 4. Packaging, Storing, Transport, Handling and Installation (incl. Alignment)Procedures 5. Full copies of the major drawings including: Drawing family tree, ICD, Top Assembly Drawing(s), Electric circuit diagrams 6. Operation and Maintenance Manuals, User Manual 7. Certificate of Conformance (CoC) containing a binding statement that the items offered for acceptance (name, ID-number, serialnumber/model) have been manufactured, assembled and tested in accordance with the CIDL and comply in all respects with EID requirements. If there are exceptions, they shall be listed. 8. List and copies of all NCR and RFW's 9. Copy of the full "As-designed/As-built Configuration Item Data List" (CIDL) The CIDL shall identify all documents with the name, number, issue number/date which define the configuration status of an item. 10. Serialized Items List (replaceable subassemblies) with reference to lower level EIDP's 11. Qualification Status List with reference to applicable Qualification Reports and with identification of differences/modifications between the item used for qualification and the item being offered for acceptance. 12. Test Reports overall Test Flow Chart and copies of all Inspection- and Test-Reports 13. Calibration Data Record, Instrument Data Base 14. Pyrotechnic, radioactive and laser data sheets as applicable with relevant safety procedures 15. Residual Hazard Sheets with applicable safety procedures 16. Historical Record Sheets ("logbook") which shall list in chronological order all major events and activities carried out on the item starting at the latest from the end of the manufacturing phase and with the beginning of all formal inspections and tests. The list shallcontain: Start/end date of the activity or event, Activity or Event (e.g. vibration test, transport from A to B, repair per NCR...), Reference Document identifying the procedure, Name and signature of the person responsible for the activity. 17. Operating Time or Operating Cycle Records for limited life or age sensitive items (if applicable) 18. Connector mating records (if applicable) 19. Pressure Vessel History Log (if applicable) 20. List and copies of all NCR's 21. Record of temporary removals and installations (e.g. Red Tag/Green Tag Items) 22. Record of open and deferred work or installations 23. Proof Load Certificate for Handling/Lifting Equipment, Safety Certificates for GSE 24. Minutes of the DRB/Acceptance Review Meeting APARATURA KOSMICZNA, Piotr Orleański, CBK PAN, Wykład 4, strona 18 metody projektowania - stosowanie odpowiednich marginesów projektowych (derating rules) APARATURA KOSMICZNA, Piotr Orleański, CBK PAN, Wykład 4, strona 19 metody projektowania - stosowanie odpowiednich marginesów projektowych (derating rules) APARATURA KOSMICZNA, Piotr Orleański, CBK PAN, Wykład 4, strona 20 metody projektowania - stosowanie odpowiednich marginesów projektowych (derating rules) WORST CASE ANALYSIS (WCA) – analiza układu pod względem zachowania wszystkich parametrów w sytuacji najgorszego przypadku, PART STRESS ANALYSIS (PSA) – analiza układu pod względem zacowania w każdej sytuacji pełnych marginesów bezpieczeństwa marginesów bezpieczeństwa PURPOSE To demonstrate the capability of the design to operate satisfactorily during the whole mission, taking into account worst case conditions of parameter drift and degradation due to temperature, ionizing radiation and ageing. CONTENT This analysis has to be performed on mission critical electronic equipment with special emphasis on analogue circuitry including power supplies, RF-circuitry, critical interfaces (e.g. ECL devices), optocouplers and CMOS, as well as power- MOS devices which are susceptible to ionizing radiation for each individual unit. The parameter degradation given in PSS-01-301 shall be applied. Any adaptation of these data to the actual mission duration or the use of other data sources is subject for approval by ESA. Radiation dose values shall be taken from a separate radiation analysis which takes into account the internal radiation shielding of the analysed equipment. In case of use of non radiation resistant components, data on parameter degradation caused by radiation shall be provided by representative sample tests. At least twice the maximum degradation resulting from these tests shall be considered for worst case analysis. APARATURA KOSMICZNA, Piotr Orleański, CBK PAN, Wykład 4, strona 21 metody projektowania - listy elementów, materiałów i procesów technologicznych Title : DECLARED MATERIAL LIST (DML) Materials are classified into 20 groups depending on their type or their main use. 1. Aluminium and aluminium alloys 2. Copper and copper alloys 3. Nickel and nickel alloys 4. Titanium and titanium alloys 5. Steels 6. Stainless steel 7. Filler metals: welding, brazing, soldering 8. Miscellaneous metallic materials 9. Optical materials Title : DECLARED MECHANICAL PART LIST (DMPL) 10. Adhesives, coatings, varnishes Mechanical parts shall be classified in 11 groups: 11. Adhesive tapes 1. Spacing parts (washers, spacers, ...) 12. Paints and inks 2. Connecting parts (bolts, nuts, rivets, inserts, clips ...) 13. Lubricants 3. Bearing parts (ball-bearings, needle bearings, ...) 14. Potting compounds, sealants, foams 4. Separating parts (pyrotechnics, springs, cutters ...) 15. Reinforced plastics 5. Control parts (gears, ...) 16. Rubbers and elastomers 17. Thermo plastics (non-adhesive taoes, foils (MLI)...) 6. Fluid handling parts (diffusers, ...) 7. Heating parts 18. Thermoset plastics 8. Measuring instruments (gauges, thermocouples, ...) 19. Wires and cables (for materials aspects only) 20. Miscellaneous non metallic materials (ceramics...) 9. Optical passive equipment 10. Magnetic parts 11. Other parts APARATURA KOSMICZNA, Piotr Orleański, CBK PAN, Wykład 4, strona 22 metody projektowania - listy elementów, materiałów i procesów technologicznych Title : DECLARED PROCESS LIST (DPL) Processes shall be classified into 17 groups: 1. Adhesive bonding 2. Composite manufacture 3. Encapsulation/molding 4. Painting/coating 5. Cleaning 6. Welding 7. Crimping/Stripping/wire wrapping 8. Soldering/Brazing 9. Surface conversion treatments 10. Plating 11. Machining 12. Forming 13. Heat treatment 14. Special fabrication: processes developed specifically for the programme 15. Marking 16. Miscellaneous processes 17. Inspection procedures Title : DECLARED COMPONENT LIST (DCL) Overall data: - DCL Number, Issue, Revision and Date; - Project. The DCL shall contain the following entries for each part, organised by FAMILYand GROUP: - Sequential line item number; - Component part number; - Equivalent/similar commercial or military type; - Generic and detail specification-number with revision index and with amendments if applicable; - Manufacturer (and back-up if applicable); - Applied screening level; - Applied LAT level; - PAD number or other approval reference. APARATURA KOSMICZNA, Piotr Orleański, CBK PAN, Wykład 4, strona 23 metody projektowania - redundancja i pojęcie Single Point Failure Free 3.4.2 Single Point Failure 1. The instrument design must preclude single point failures resulting in complete loss of instrument. 2. The instruments, except the OMC, shall provide redundancy and modularity such that any single point failure after appropriate reconfiguration only causes a throughput reduction of not more than 20 % for SPI and IBIS and not more than 50 % for JEM-X. 3.4.3 Redundancy 1. Redundant functions shall be physically separated to prevent propagation of failures. 2. Redundant functions housed in a common box shall be separated by continuous metallic wall acting as heat sink and EMC shield. 3. Redundant functions shall be routed through separate connectors. 4. Fasteners shall be arranged and dimensioned such that the function is still provided with one component failed. 5. On-board data processing, storage and transmission shall be structured in such way that single bit error per word does not disturb normal operation or activate redundancy. 6. If cross-coupling is implemented to improve the instrument failure recovery capability then it shall be designed in such a way that failure propagation from primary to redundant branch can be excluded. APARATURA KOSMICZNA, Piotr Orleański, CBK PAN, Wykład 4, strona 24 metody projektowania - odpowiedni schemat blokowy, problemy redundancji przyrządów i bloków APARATURA KOSMICZNA, Piotr Orleański, CBK PAN, Wykład 4, strona 25 metody projektowania - odpowiedni schemat blokowy problemy redundancji przyrządów i bloków. „Triple Module Redundancy” jako najskuteczniejsza metoda zabezpieczenia się przed SEU APARATURA KOSMICZNA, Piotr Orleański, CBK PAN, Wykład 4, strona 26 metody projektowania - analiza Failure Modes, Effects and Criticality Analyses (FMECA) The purpose of the FMECA shall be to identify all failure modes of the system and rank them in accordance with the severity of the effects of their occurrence. The logical sequence of the FMECA shall include the following steps: - to identify the item under consideration and its function; - to identify the assumed failure modes for that item or function; - to analyse and describe the effect of the assumed failure mode on the function of the assembly under consideration and the effects on related and higher level assemblies and functions; - to identify observable symptoms for the assumed failure mode or its effects (e.g. Automatic function monitoring or house-keeping data and telemetry; in orbit or during test). - to establish what provisions are inherent in the design: . to compensate the effect of the malfunction (e.g. switching to redundant unit, automatically or by telecommand), . to isolate the fault, or . to switch to contingency operational modes; - to identify the criticality category of the failure effect according to the definition given below and, specifically, whether the item is a Single Point Failure (SPF). - provide remarks and recommendations if applicable or necessary or desirable modifications for the design or operations (e.g. elimination of SPFs). The FMECA shall be performed on the basis of the lowest level of design definition which is available at the successive steps in the design and development process, e.g. initially starting with assumed failure modes of basic functions, later at assembly level and finally at instrument level as necessary to cover potentially critical effects. Later, for mechanisms from part level upwards; else from functional blocks without redundancy upwards. The following Failure Effect Severity Categories shall be used in the FMECA: Category 1 : The failure effect is not confined to the instrument. When this failure results also in loss or degradation of the instrument's function, this shall be stated. Category 2 : The failure results in loss or degradation of the instrument's function beyond the limits, and the effect is confined to the instrument. Category 3 : Minor internal instrument failures. APARATURA KOSMICZNA, Piotr Orleański, CBK PAN, Wykład 4, strona 27 metody projektowania - analiza Failure Modes, Effects and Criticality Analyses (FMECA) APARATURA KOSMICZNA, Piotr Orleański, CBK PAN, Wykład 4, strona 28 metody projektowania - analiza Failure Modes, Effects and Criticality Analyses (FMECA) MAIN LCU SET LOWINT A Main Block #1 Interfaces to main external units Main Block #n Pieces common for Bands 1A, 2a, 3A Band 1A Interface Band 2A Interface Band 3A Interface HIGHINT D RED. LCU SET Red. Block #1 Interfaces to red. external units Red. Block #n FMECA oriented FHLCU block scheme Pieces common for Bands 5B, 7B Band 5B Interface Band 7B Interface APARATURA KOSMICZNA, Piotr Orleański, CBK PAN, Wykład 4, strona 29 metody projektowania - analiza Failure Modes, Effects and Criticality Analyses (FMECA) APARATURA KOSMICZNA, Piotr Orleański, CBK PAN, Wykład 4, strona 30 metody projektowania - analiza Failure Modes, Effects and Criticality Analyses (FMECA) Unit: FHLCU Componen t sheet2 Failure REL19 REL20 R21 C17 C21 F10 D25 R19 R20 R25 C25 always main always res. always on always off shorted open shorted open shorted open open shorted open shorted open shorted open shorted open shorted open C26 shorted open RELAYS_1 A line broken Module: LOWINTA Effects / LCU Effects / LO Action only main LCU active only main LO active use only main LO No only res. LCU active only res. LO active use only res. LO No 1A always on 1A always off no effects 1A/D1 off not shorted 1A/D1 overcurrent no effects 1A/D1 overcurrent no effects 1A/D1 not supplied not enough power for emmergency off procedure no power for switching D25 possible broken slower load of C25/26 D25 possible broken slower load of C25/26 D25 possible broken no effects no power for switching not enough power for emmergency off procedure no power for switching not enough power for emmergency off procedure no power for switching 1A always on 1A not in use no effects 1A/D1 possible lost 1A/D1 possible lost Band 1A more noisy 1A/D1 possible lost Band 1A more noisy 1A not in use potential danger for three bands three bands eliminated three bands eliminated slower switching sequence three bands eliminated slower switching sequence three bands eliminated no effects three bands eliminated potential danger for three bands three bands eliminated potential danger for three bands three bands eliminated use REL19 to 1A off use other bands No No No No No No No No No Yes use other bands use other bands use other bands use other bands effect not to be recovered effect not to be recovered effect not to be recovered modify the ICU commands effect not to be recovered modify the ICU commands effect not to be recovered Criticality Comments 1A Band lost 1A Band possible lost 1A Band possible lost part of data in 1A lost 1A Band possible lost part of data in 1A lost 1A Band lost 1A, 2A, 3A possible lost effect not to be recovered effect not to be recovered Yes Yes No Yes No Yes No Yes Yes 1A, 2A, 3A lost 1A, 2A, 3A lost 1A, 2A, 3A lost 1A, 2A, 3A possible lost effect not to be recovered effect not to be recovered Yes Yes 1A, 2A, 3A lost 1A, 2A, 3A possible lost effect not to be recovered Yes 1A, 2A, 3A lost 1A, 2A, 3A lost 1A, 2A, 3A lost APARATURA KOSMICZNA, Piotr Orleański, CBK PAN, Wykład 4, strona 31 metody projektowania - analiza FMECA, redundancja) SCANER FIELD OF VIEW 25░ 2 +2 8 05 25░ 12.5░ 8 \U Skaner dla spektrometru PFS - spojrzenie na niezawodność: 1. Obudowa, 4. Koło zębate napędzające bęben, 5. Ślimacznica, 6. Czujniki położenia (kodowanie nadmiarowe), 7. Źródło kalibracyjne dla kanału SW, 8. Czujnik położenia początkowego, 9. BlackBody (źródło kalibracyjne dla kanału LW), 10. Płytka elektroniki (częściowa redundancja). 43░ 88 +Z +X Pt100 3. Silniki (redundancja), 85 ░ 05 8 8 COLD SPAC 148 Pt100 2. Obracający się bęben ze zwierciadłem, +2 2 65 ░ \U 12.5░ APARATURA KOSMICZNA, Piotr Orleański, CBK PAN, Wykład 4, strona 32 metody projektowania – analiza FMECA, redundancja Skaner dla spektrometru PFS spojrzenie na niezawodność APARATURA KOSMICZNA, Piotr Orleański, CBK PAN, Wykład 4, strona 33 metody projektowania – analiza FMECA, redundancja Skaner dla spektrometru MERTIS/BeppiColombo - spojrzenie na niezawodność Omnetic 65 pin male To Redundant Instrument Control and Redundant PSU Main Power Supply Unit POINTING UNIT V3V3A (delivered by SRC as real hardware) V7V2A ZERO_B VALID1_B VALID2_B SYSTEM CLOCK ZERO VALID1 VALID2 MAIN FPGA POI AUTONOMOUS STATE MACHINE Sensor2 #2 HALL SENSOR; POI_VALID_1 ZERO_A Sensor1 VALID1_A VALID2_A #1 HALL SENSOR; POI_ZERO_POS ZERO VALID1 #3 HALL SENSOR; POI_VALID_2 VALID2 Sensor3 (delivered by SRC as VHDL code) POI_COMMAND_REG AGND COIL1_1A COIL1 DRIVER COIL1_2A POI_COIL_CONFIG_REG POI_MOVEMENT_CONFIG_REG COIL2_1A COIL2 DRIVER COIL2_2A POI_OPEN_LOOP_CONTROL_REG POI_STEP_COUNTER_REG COIL3_1A COIL3 DRIVER COIL3_2A POI_INIT_PHASE_REG POI_POSITION_STATUS_REG COIL4_1A COIL4 DRIVER COIL4_2A DGND Main Instrument Control TEMP1M/TEMP2M monitoring TEMP1A TEMP2A TEMP1B TEMP2B EMMERGENCY SYSTEM APARATURA KOSMICZNA, Piotr Orleański, CBK PAN, Wykład 4, strona 34 wykonawstwo – weryfikacja każdej operacji przed przystąpieniem do następnej (inspection points) HLCUS Modules Manufacturing Process MFG PHASE: MFG CONTROL PHASE: 14 MFG PHASE: QUALITY CONTROL PHASE: 16 Cleaning Visual Inspection Specification: Specification: Specification: Specification: Specification: PSS 01-708 PSS 01-738 Remarks: PSS 01-708 PSS 01-738 Remarks: according to electrical documentation Remarks: Remarks: 13 MFG PHASE: Specification: 17 MFG CONTROL PHASE: 07 MFG PHASE: 18 MFG CONTROL PHASE: 08 Pins / Sockets Crimping Visual Inspection Connectors Assembling Visual Inspection Specification: Specification: Specification: Specification: PSS 01-726 PSS 01-726 PSS 01-726 PSS 01-726 Remarks: Remarks: Remarks: Remarks: Remarks: MFG PHASE: 19 MFG CONTROL PHASE: 09 TESTING PHASE: 02 MFG PHASE: 20 TESTING PHASE: 03 PCB to PCB and PCB to Connectors Assembling Wiring Continuity Checking Functional Tests at Module Level Adjustment Electrical and Performance Tests Specification: Specification: Specification: Specification: Specification: Remarks: according to electrical documentation Remarks: Remarks: Remarks: PSS 01-708 Remarks: according to electrical documentation MFG PHASE: 21 Cleaning MFG PHASE: 22 01 Components Hand Soldering PCB, El.Parts & Connectors Preparation S T O R E MFG PHASE: Position & Polarisation Inspection PSS 01-708 B O N D E D 15 MFG PHASE: Components Pretining, Bending & Positionning Remarks: Key and Mandatory Inspection Points (KIP/MIP) Among the inspections and test as part of the production sequence, some selected inspections shall be performed with participation of representatives from ESA. The PI shall identify Key and Mandatory Inspection Points (KIP/MIP) in accordance with the following criteria: - when critical processes are performed, - formal qualification and acceptance tests. The PI shall propose a list of KIPs and MIPs to ESA together with the manufacturing and inspection flow chart at the IBDR and IHDR. The MIPs where is participation is required will be agreed with the PI. 06 MFG PHASE: 23 Take a photo (both QUALITY CONTROL PHASE: 02 MFG PHASE: 24 Gluing, Masking & Labeling Final Visual Inspection Packing & Storing sides) Specification: Specification: Specification: Specification: Specification: Remarks: Remarks: Remarks: PSS 01-708 PSS 01-738 Remarks: Remarks: 01 Manufacturing Phase 01 01 Manufacturing Control Phase 01 B O N D E D S T O R E Testing Phase Quality Control Phase APARATURA KOSMICZNA, Piotr Orleański, CBK PAN, Wykład 4, strona 35 wykonawstwo – weryfikacja każdej operacji przed przystąpieniem do następnej (inspection points) APARATURA KOSMICZNA, Piotr Orleański, CBK PAN, Wykład 4, strona 36 wykonawstwo – weryfikacja każdej operacji przed przystąpieniem do następnej (inspection points) APARATURA KOSMICZNA, Piotr Orleański, CBK PAN, Wykład 4, strona 37 wykonawstwo – weryfikacja każdej operacji przed przystąpieniem do następnej (inspection points) APARATURA KOSMICZNA, Piotr Orleański, CBK PAN, Wykład 4, strona 38 testy - testy elementów u producenta i w wyspecjalizowanych firmach Założenie: proces produkcyjny począwszy od linii produkcyjnej i technologii u producenta i skończywszy na dostarczeniu elementu do finalnego użytkownika jest na tyle wiarygodny, powtarzalny i sprawdzony wcześniej oraz ma potwierdzenie w testach wybranych próbek z serii aktualnej, że z wystarczającym prawdopodobieństwem można założyć pełną sprawność elementu w czasie jego pracy w kosmosie. Po prawidłowym zmontowaniu urządzenia nie trzeba go poddawać stresom większym, niż poziom “acceptance” kwalifikacja producenta i linii produkcyjnej (np. lista producentów zakwalifikowanych przez ESA), •kwalifikacja technologii i rodzaju elementu (odporny na radiację, problemy przy pracy w próżni...), •kwalifikacja danego typu elementu (listy elementów zalecanych i preferowanych do zastosowania w projektach kosmicznych, specyfikacja SCC) •kwalifikacja i testy danej serii elementów u producenta (charakterystyki, szoki cieplne, testy mikroskopowe, testy niszczące, dodatkowe starzenie,...) •weryfikacja testów fabrycznych lub dodatkowe testy prowadzone w wyspecjalizowanych firmach (IGG, TopRel, Tecnologica, Asternetix....), testy wizualne, testy lutowalności, wyrywkowe testy sprawdzające charakterystyki elementu, nadawanie dodatkowych oznaczeń i numeracji, specjalne pakowanie. PROM 8kByte nazwa handlowa firmy Harris HS1-6664 APARATURA KOSMICZNA, Piotr Orleański, CBK PAN, Wykład 4, strona 39 MIL-STD-883F : norma militarna, w chwili obecnej zstępowana przez MIL-PRF-38535 ENVIRONMENTAL TESTS: Barometric pressure, Immersion, Insulation resistance, Moisture resistance, Steady state life, Intermittent life, Agree life, Stabilization bake, Salt atmosphere, Temperature cycling, Thermal shock, Thermal characteristics, Dew point, Seal, Burn-in test, Life/reliability characterization tests, Neutron irradiation, Internal water-vapor content, Ionizing radiation (total dose) test, Dose rate induced latchup test procedure, Dose rate upset testing of digital microcircuits, Mosfet threshold voltage, Dose rate response of linear microcircuits, Preseal burn-in, Thin film corrosion test, Package induced soft error test procedure (due to alpha particles), Endurance life test. MECHANICAL TESTS: Constant acceleration, Mechanical shock, Solderability, Lead integrity, Vibration fatigue, Vibration noise, Vibration, variable frequency, Visual and mechanical, External visual, Internal visual (monolithic), Bond strength (destructive bond pull test), Radiography, Internal visual inspection for DPA, Internal visual and mechanical, Resistance to solvents, Physical dimensions, Internal visual (hybrid), Scanning electron microscope (SEM) inspection of metallization, Die shear strength, Glassivation layer integrity, Wetting balance solderability, Nondestructive bond pull, Lid torque for glass-frit-sealed packages, Adhesion of lead finish, Random vibration, Substrate attach strength, Pin grid package destructive lead pull test, Ceramic chip carrier bond strength, Ultrasonic inspection of die attach, Flip chip pull-off test, Visual inspection of passive elements, Ultrasonic inspection of TAB bonds. ELECTRICAL TESTS (DIGITAL): Drive source (dynamic), Load conditions, Delay measurements, Transition time measurements, Power supply current, High level output voltage, Low level output voltage, Breakdown voltage (input or output), Input current, low level, Input current (high level), Output short circuit current, Terminal capacitance, Noise margin measurements for digital microelectronic devices, Functional testing, Electrostatic discharge sensitivity classification, Activation time verification, Microelectronics package digital signal transmission, Crosstalk measurements for digital microelectronic device packages, Ground and power supply impedance measurements for digital microelectronics device packages, High impedance (off-state) low-level output leakage current, High impedance (off-state) high-level output leakage current, Input clamp voltage, Static latch-up measurements for digital CMOS microelectronic devices, Simultaneous switching noise measurements for digital microelectronic devices. ELECTRICAL TESTS (LINEAR): Input offset voltage and current and bias current, Phase margin and slew rate measurements, Common mode input voltage range, Common mode rejection ratio, Supply voltage rejection ratio, Open loop performance, Output performance, Power gain and noise figure, Automatic gain control range. APARATURA KOSMICZNA, Piotr Orleański, CBK PAN, Wykład 4, strona 40 testy - testy elementów u producenta i w wyspecjalizowanych firmach SMD 5962-00501 APARATURA KOSMICZNA, Piotr Orleański, CBK PAN, Wykład 4, strona 41 Problem prawidłowego zdefiniowania założeń: • Jest już pewną regułą, która niestety sprawdza się w bardzo wielu przypadkach w badaniach kosmicznych, że dążąc do uatrakcyjnienia badań naukowych odchodzimy od wygodnych, wcześniej sprawdzonych, metod pomiarowych. Badania przenosimy do innych, coraz bardziej egzotycznych obszarów. W przypadku badań kosmicznych ta egzotyka to po pierwsze słaba określoność samego przedmiotu badań (i parametrów, które chcemy mierzyć), po drugie, czasami tylko szczątkowa wiedza o środowisku, w którym przyjdzie nam wykonywać pomiary. I to jest pierwsza trudność, a właściwie już dwie, sprawiające, że założenia tworzone dla nowego przyrządu mogą być bardzo nieprecyzyjne. • Satelitarne przyrządy pomiarowe to z reguły aparatura unikalna, nie mająca swoich pierwowzorów, a nawet jeśli takowe były budowane, to w chwili obecnej mają nierzadko niewiele wspólnego z tym co nowego zamierzamy zbudować. Oczywiście jest naszym obowiązkiem, jako konstruktora, odniesienie się do konstrukcji wcześniejszych i wyciągnięcie z nich wniosków. Należy jednak te wnioski wyciągać bardzo ostrożnie – na pewno większość założeń dla nowego przyrządu będzie napisana od nowa lub znacznie zmodyfikowana. I to jest następna trudność pojawiająca sie w momencie pisania założeń. • Trzeci problem można określić jako „dylemat sapera”. Można się pomylić tylko raz – wystrzeliliśmy urządzenie, okazało się, że założenia były nieprawidłowe (lub tylko „trochę” nieprawidłowe) i przyrząd nie działa. Tylko w bardzo nielicznych przypadkach będzie można go poprawić. APARATURA KOSMICZNA, Piotr Orleański, CBK PAN, Wykład 4, strona 42 Określenie obszarów najsłabiej zdefiniowanych: Co w związku z tym robić? Zacząć tworzenie założeń od określenia obszarów najsłabiej zdefiniowanych i próbować jednak te obszary zdefiniować w możliwie najszerszy sposób. Tak, aby zminimalizować możliwość przyszłych „niespodzianek”. Jeśli na przykład nie jesteśmy pewni, w jakich temperaturach przyjdzie nam mierzyć, i tylko przypuszczamy, że z będzie to zakres –100oC do +80oC to od razu założyć ten maksymalny zakres - nawet jeśli konsekwencją tego kroku będzie dodatkowe podgrzewanie aparatury w niskich temperaturach. Należy przyjąć jako punkt wyjścia założenia dla najbardziej wszechstronnego urządzenia, potem i tak rzeczywistość (na przykład ograniczenia wagi aparatury) te, wstepne, założenia zweryfikuje. To oznacza, że przystępując do projektowania należy podjąć próbę zdefiniowania najbardziej „uniwersalnego” urządzenia pomiarowego. Najbardziej uniwersalnego z punktu widzenia możliwości pomiarowych (funkcje pomiarowe, zakresy pomiarowe,...). Najbardziej uniwersalnego z punktu widzenia odporności na warunki środowiskowe. Najbardziej uniwersalnego z punktu widzenia utrudnionego sterowania, odbierania danych, słowem kontaktu z Ziemią. Najbardziej uniwersalnego z punktu widzenia przyszłych, możliwych awarii. Również najbardziej odpornego na zmiany, które na pewno będą wprowadzane w trakcie projektowania i budowy przyrządu. Słowem – zaczynamy projektowanie od przyrządu możliwie maksymalnie uniwersalnego. Potem i tak będziemy te założenia ograniczać. APARATURA KOSMICZNA, Piotr Orleański, CBK PAN, Wykład 4, strona 43 Rezultatem naszej pracy ma być funkcjonujące w kosmosie urządzenie. Można by powiedzieć – funkcjonujące „za wszelką cenę”. Tak jak w handlu podstawową cechą artykułu jest możliwość jego sprzedaży, i temu podporządkowany jest cały proces jego projektowania, wytwarzania i promocji tak tutaj podstawową cechą naszego artykułu jest „niezawodność funkcjonalna”. Niezawodność rozumiana nie tylko jako stosowanie sprawdzonych elementów, odpowiednich marginesów bezpieczeństwa („de-rating rules”), redundancji czy prowadzonych wcześniej analiz FMECA, PSA, WCA. Te należą do podstawowego kanonu wymaganego przez wszystkie agencje kosmiczne i im musimy się podporządkować bez wyboru, są one zawsze spisane jako założenia wstępne dla każdego urządzenia kosmicznego. Istnieje jednak cały obszar zagadnień i wymagań, które, wprawdzie nie spisane, ale są nie mniej ważne i w równym stopniu decydujące o powodzeniu przedsięwzięcia. Składają się one właśnie na pojęcie „niezawodności funkcjonalnej”. Przykładami tych zagadnień mogą być: • taka architektura przyrządu, która na sztywno nie ogranicza możliwości jego przyszłych modyfikacji. Dokonywanych na pewno na Ziemi, w czasie budowy, ale również na orbicie, po wystrzeleniu. Modyfikacje to nie tylko poprawki czy usuwanie usterek, to także możliwość przyszłej rozbudowy urządzenia o dodatkowe funcje czy nawet dodanie nowego podsystemu, • takie zaprojektowanie przyrządu aby poprawnie pracował nawet jeśli warunki pomiaru lub obiekty mierzone będą inne od założonych (oczywiście zawsze istnieją granice „niemożności”), • takie zorganizowanie procesu wytwarzania aby nie stwarzać sztucznych barier dla innych, współpracujących z nami kooperantów, • tak skonstruowany przyrząd, że można go szybko dostosować do innej misji (przykład misja Rosetta do komety Wirtannena). APARATURA KOSMICZNA, Piotr Orleański, CBK PAN, Wykład 4, strona 44 Kryteria stosowane przy budowie satelitarnej aparatury pomiarowej. Typowe kryteria, stosowane przy definiowaniu założeń dla nowo budowanej pomiarowej aparatury satelitarnej są zdecydowanie różne od tych, stosowanych w przemyśle rynkowym. Różne również od tych, stosowanych w przemyśle związanym z komercyjnym wytwarzaniem urządzeń kosmicznych. • Nie wytwarzamy niczego w większych seriach – koszt produkcji pojedyńczego urządzenia praktycznie nie ma znaczenia, • Prawie nigdy nie musimy konkurować z innymi, a nawet jeśli konkurencja istnieje, to brane są pod uwagę parametry przyrządu a nie jego cena, • Nie mamy możliwości wyprodukowania serii próbnej i sprawdzenia jej u klientów – nawet jeśli prototypy przetestujemy w laboratoriach to i tak finalne sprawdzenie (a więc działanie urządzenia u klienta) dotyczyć będzie tego jedynego, właściwego i docelowego urządzenia, • Zdecydownie inaczej wygląda serwis urządzenia, a więc inaczej będzie wyglądała jego konstrukcja. • Nie musimy być pierwsi na rynku z nowym towarem – oczywiście nadal przy niektórych misjach obowiązują terminy sztywne (astronomiczne), ale nie oznacza to, że w wyścigu o pierwszeństwo możemy zlekceważyć np. problem niezawodności. • Inne grupy w tym samym projekcie nie są dla nas konkurencją, jeśli już razem zostaliśmy zakwalifikowani do udziału w misji, to powinniśmy z innymi współpracować. Oznacza to, że w naszych założeniach nie powinniśmy sugerować się najwygodniejszymi (na przykład dla nas najtańszymi) rozwiązaniami technicznymi. Całość ma działać i jeśli z punktu widzenia wspólnej pracy nasza część ma być trudniejsza lub bardziej skomplikowana, to taka powinna być. APARATURA KOSMICZNA, Piotr Orleański, CBK PAN, Wykład 4, strona 45 Sposoby zwiększenia niezawodności funkcjonalnej. Nie istnieją żadne, spisane reguły. Praktyczna rada – myśleć w najszerszych, możliwych kategoriach i przewidywać najgorsze, najtrudniejsze warunki. APARATURA KOSMICZNA, Piotr Orleański, CBK PAN, Wykład 4, strona 46 λ = 589.3nm PMT-H6779P-03 Uhigh ENCODER A22 COUNTER built-in HVPS λ = 308.5nm STEPPER MOTOR (escap P310) FEA PMT-H6779P-09 Temp. sensor FEA Ulow WINDOW COMPARATOR CONTROL UNIT Uhigh CONTROL LOGIC & MOTOR's DRIVERS STEPPER MOTOR (escap P310) COUNTER built-in HVPS Temp. sensor ENCODER A22 Ulow WINDOW COMPARATOR Light / Frequency Converter TLS230A DC / DC CONVERTER COUNTER SINGLE-CHIP MICROCONTROLLER, EXTERNAL PROM (?kB) EXTERNAL RAM (32kB) I/O PORTS, A/D CONVERTER FOR HK PURPOSES, WATCHDOG CONTROL LOGIC & MOTOR's DRIVERS INTERFACE to LPP electronics box Block scheme of LENA Detektory: jeśli tylko można, to o jak największej dynamice, czułości i zakresie spektralnym, Front End Electronics: programowane wzmocnienia, jeśli można to ASIC, Zasilanie: unikać handlowych przetwornic, zawsze zabraknie jakiegoś napięcia, Układy cyfrowe: najlepiej programowane układy logiczne i to specyfikowane „na wyrost”, Procesor: używać w urządzeniu, ograniczać zewnętrzne sterowanie do makrokomend, stosować maksymalnie otwartą architekturę, a najlepiej wbudować całą część cyfrową do jednego FPGA, Oprogramowanie: zawsze wykonywane w RAM z możliwością zmiany na orbicie, uwaga na program ładujący Układy mechaniczne: maksymalnie eleastyczne – przykład: silniki krokowe zamiast komutatorowych – zawsze będzie istniała potrzeba zatrzymania jakiejś tarczy nie w tym położeniu jak pierwotnie zakładano, Aparatura wspomagająca, symulatory: jak najwięcej, i to nie tylko w naszym laboratorium ale i takie, które wysyłamy do współpracowników