XVII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2025

Агрегатирование – это метод конструирования машин, изделий приборов и оборудования путём применения ограниченного числа унифицированных и стандартных деталей и сборочных единиц, обладающих функциональной и геометрической взаимозаменяемостью. То есть, агрегатирование предполагает использование готовых узлов в процессе производства, прежде всего сложных изделий.

Агрегатирование позволяет скомпоновать новое изделие с уже из спроектированных и освоенных производством сборочных единиц и агрегатов, а не создавать его как оригинальный и единственный в своем роде образец [1].

Агрегатирование в компьютерной индустрии – это подход к разработке и производству компьютерных систем и программного обеспечения, основанный на использовании готовых, предварительно разработанных и протестированных компонентов (модулей, библиотек, сервисов) для создания более крупных и сложных систем. Вместо написания всего кода «с нуля» или проектирования каждого компонента железа, разработчики используют уже существующие блоки, комбинируя и интегрируя их для достижения желаемой функциональности.

Помимо использования готовых аппаратных компонентов в производстве компьютерной техники, агрегатирование в компьютерной индустрии включает использование системного программного обеспечения и встроенных драйверов. Драйверы, такие как NVIDIA и Intel, являются примерами предварительно разработанных программных модулей, которые обеспечивают взаимодействие операционной системы с конкретными аппаратными устройствами (видеокартами, процессорами и т.д.), позволяя системе использовать их функциональность без необходимости написания низкоуровневого кода с нуля. Это значительно упрощает разработку и поддержку как операционных систем, так и приложений.

Современные компоненты персонального компьютера (ПК), такие как микропроцессоры, видеокарты, материнские платы и жесткие диски, представляют собой сложные микроэлектронные системы, производство которых требует специализированных производственных линий, высокоточного оборудования и уникальных технологических процессов. Разработка и изготовление каждого компонента требуют значительных инвестиций (вложений) и глубоких знаний в конкретных областях микроэлектроники. Объединение всего этого производства в рамках одной компании было бы крайне затратным и неэффективным. В результате, производители компьютерной техники вынуждены обращаться к специализированным компаниям для закупки различных компонентов. Это приводит к огромному разнообразию доступных вариантов для каждого компонента ПК, что значительно усложняет процесс проектирования и производства. Таблица 1 иллюстрирует это разнообразие, демонстрируя спектр доступных вариантов для ключевых компонентов с условными назначениями.

Таблица 1 – Характеристика компьютерной техники (примеры) [2-4]

Модель	Процессор	Оперативная память	Постоянная память	Видеокарта	Блок питания	Условное назначение
IRU Office 310H6SF	Intel Core i3	DDR4 – 4 Гб, 3000МГц	HDD – 512 Гб	Intel HD Graphics: 1x HDMI, 1x D-Sub	230Вт	Офисный ПК
Lenovo ThinkCentre M70t	Intel Core i7	DDR4 – 16 Гб, 3200 МГц	HDD – 1 Тб SSD – 256 Гб	NVIDIA GeForce RTX 3050, 8 Гб	380 Вт	Домашний ПК
MSI MPG Infinite X3 AI 2nd	Intel Core Ultra 9	DDR5 – 32 Гб, 5600 МГц	HHD 3 Тб SSD – 1 Тб	NVIDIA GeForce RTX 4090, 24 Гб	1000 Вт	Игровой ПК

К факторам, усложняющим возможности полного цикла производства ПК одной компанией, следует отнести быструю смену поколений компонентов и короткие жизненные циклы продукции. Новые процессоры, видеокарты и другие ключевые компоненты появляются на рынке с завидной регулярностью, делая устаревшими предыдущие модели менее чем за год. С учетом этого, производителю пришлось бы регулярно перестраивать производственные линии, что нецелесообразно и экономически невыгодно в условиях необходимости выпуска высокотехнологичной продукции.

Для более наглядного представления динамики обновления основных компонентов компьютерной техники приведена таблица 2. В ней приведена информация о датах выпуска различных поколений процессоров и видеокарт от ряда известных производителей.

Таблица 2 – Динамика выпуска поколений процессоров и видеокарт

	Производитель	Продукт	Поколение	Дата выпуска
Процессоры	Intel	Core i7	10-е	Август 2019 года
	Intel	Core i7	11-е	Март 2021 года
	Intel	Core i7	12-е	Ноябрь 2021 года
	Intel	Core i7	13-е	Январь 2023 года
	AMD	Ryzen 7	3000	Май 2019 года
	AMD	Ryzen 7	5000	Ноябрь 2020 года
	AMD	Ryzen 7	7000	Сентябрь 2022 года
Видеокарты	NVIDIA	GeForce RTX	20-ая серия	Сентябрь 2018 года
	NVIDIA	GeForce RTX	30-ая серия	Сентябрь 2020 года
	NVIDIA	GeForce RTX	40-ая серия	Сентябрь 2022 года
	AMD	Radeon RX	6000-ая серия	Октябрь 2020 года
	AMD	Radeon RX	7000-ая серия	Декабрь 2022 года

Учитывая всю сложность и специфику производства компьютерной техники, метод агрегатирования предпочтителен для этой индустрии благодаря преимуществам, приведенным ниже:

- сборка готовых модулей значительно быстрее, чем сборка из отдельных компонентов. Это сокращает время цикла производства и увеличивает общий объем выпуска продукции;

- предварительное тестирование агрегатов позволяют выявлять дефекты на ранних этапах производства, что снижает вероятность брака в готовом изделии и повышает его надежность. Контроль качества на уровне агрегатов эффективнее, чем контроль готовых изделий;

- агрегатирование позволяет легко адаптировать производственный процесс к изменениям спроса на различные конфигурации компьютерной техники. Замена или добавление агрегатов позволяет быстро менять характеристики готовых продуктов;

- использование готовых агрегатов упрощает процесс сборки конечного продукта, требуя меньше квалифицированного персонала и специального оборудования.

Но применение метода агрегатирования, также приводит и к рискам, а именно

- повышенным транспортным расходам. Перевозка готовых агрегатов может быть дороже, чем перевозка отдельных компонентов, особенно на большие расстояния;

- зависимость от поставщиков агрегатов. Производитель становится зависимым от поставщиков агрегатов, что может создавать риски, связанные с поставками, качеством и ценами;

- некачественные или несовместимые агрегаты, которые могут привести к браку готовой продукции.

Согласно формируемому техническому заданию при сборке компьютерной техники (на примере компьютера) возможно применение комплектующих с различными характеристиками и свойствами, при выполнении условия совместимости и взаимозаменяемости. Например, при сборке могут использоваться комплектующие различных производителей (отечественных и зарубежных). Так, в компьютере IRU Office 310H6SF (таблица 1), при поломке блока питания, родной блок питания можно заменить на полностью отечественный блок питания, независящий от импортных деталей и производящийся на территории Российской федерации DAP-450. Данный блок питания обеспечивает стабильную работу в широком диапазоне напряжений от 200 до 240 В, а кабели и порты стандартизированы, что как раз позволяет провести полную замену. Номинальная мощность отечественного блока питания составляет 450 В, так что теоретически данный блок питания можно ставить и в более энерго-требовательные системы.

Другим примером по возможному использованию отечественных компонентов является продукция компании «Звезда». Компания «Звезда» выпускает линейку модулей оперативной памяти DDR4. Они работают на частоте до 3200 МГц и предназначены для серверного оборудования, телекоммуникационной техники, систем хранения данных, персональных компьютеров и ноутбуков. Модельный ряд оперативной памяти для компьютерной техники компании «Звезда» [5]:

- RDIMM DDR4 16ГБ VLP 1Rx4. Низкопрофильный модуль оперативной памяти объёмом 16ГБ с буферизацией и контролем чётности для применения в устройствах 1RU;

- RDIMM DDR4 16ГБ 2Rx8. Стандартный модуль оперативной памяти объёмом 16ГБ с буферизацией и контролем чётности для применения в серверной и телекоммуникационной технике;

- модульОЗУ DDR4 SO-DIMM 3200 8ГБ 1Rx8. Компактный модуль оперативной памяти объёмом 8ГБ без буферизацией и ECC для применения в ноутбуках и других вычислительных и телекоммуникационных устройствах, требующих компактных модулей ОЗУ.

Перечисленные выше модели оперативной памяти также взаимозаменяемы и поэтому в них могут быть применены зарубежные компоненты (в случае соответствия техническому заданию).

На нормативно-правовом и законодательном уровне, компьютерная техника должна обладать заявленными характеристиками, а также удовлетворять требованиям безопасности и качества.

Безопасность компьютерной техники регламентируется следующими техническими регламентами:

- ТР ТС 004/2011 «О безопасности низковольтного оборудования», утверждён решением Комиссии Таможенного союза № 768 от 16 августа 2011 года;

- ТР ТС 020/2011 «Электромагнитная совместимость технических средств», утверждён решением Комиссии Таможенного союза № 879 от 9 декабря 2011 года;

- ТР ЕАЭС 037/2016 «Об ограничении применения опасных веществ в изделиях электротехники и радиоэлектроники», утверждён решением Совета Евразийской экономической комиссии № 113 от 18 октября 2016 года.

Согласно этим регламентам обязательная сертификация компьютерной техники осуществляется путём выявления соответствия требованиям на низковольтное оборудование и электромагнитную совместимость.

В ТР ТС 004/2011 «О безопасности низковольтного оборудования» указывается, что к низковольтному оборудованию, на которое распространяется действие ТР относится электрическое оборудование, предназначенное для использования при номинальном напряжении от 50 до 1000 В (включительно) переменного тока и от 75 до 1500 В (включительно) постоянного тока. Кроме того, вопросы в области технической защиты информации в России регулирует Федеральная служба по техническому и экспортному контролю (ФСТЭК). Служба определяет классы защиты информации, разрабатывает рекомендации и требования по защите данных от несанкционированного доступа, проводит сертификацию средств по обеспечению безопасности сведений в информационных системах.

Требования к безопасности и качеству компьютерной техники регламентированы в такой законодательной документации как:

- Федеральный закон от 27.07.2006 № 152-ФЗ «О персональных данных». Документ регулирует действия во всех сферах компьютерной безопасности для персонального пользователя;

- Федеральный закон от 27.07.2006 № 149-ФЗ «Об информации, информационных технологиях и о защите информации». Закон регулирует отношения, возникающие при осуществлении права на поиск, получение, передачу, производство и распространение информации, применении информационных технологий и обеспечении защиты информации;

- Федеральный закон «О техническом регулировании» от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ регулирует отношения между юридическими и физическими лицами, а также государственными органами;

- Закон РФ от 07.02.1992 N 2300-1 «О защите прав потребителей» регулирует отношения, возникающие между потребителями и изготовителями, исполнителями, импортерами, продавцами, владельцами агрегаторов информации о товарах (услугах) при продаже товаров (выполнении работ, оказании услуг).

Требования к качеству персональных компьютеров указаны в национальных и межгосударственных стандартах, например, в:

- ГОСТ IEC 60950-1-2014 «Оборудование информационных технологий. Требования безопасности. Часть 1. Общие требования» – межгосударственный стандарт, который устанавливает основные требования по безопасности к оборудованию информационных технологий. Стандарт распространяется на оборудование, включая электрическое офисное и связанное с ним оборудование, питание которого осуществляется от батареи или электросети с номинальным напряжением, не превышающим 600 В;

- ГОСТ Р 71201-2024 «Персональные электронно-вычислительные машины. Типы, основные параметры, общие технические требования». Стандарт определяет типы, основные параметры и общие технические требования для персональных электронно-вычислительных машин;

- ГОСТ 21552-84 «Средства вычислительной техники. Общие технические требования, приёмка, методы испытаний, маркировка, упаковка, транспортирование и хранение» Стандарт распространяется на стационарные средства вычислительной техники и устанавливает требования к ним;

• ГОСТ Р 71202-2024 «Ноутбуки. Типы, основные параметры, общие технические требования» Стандарт также определяет типы, основные параметры и общие технические требования компьютерной техники, в частности, ноутбуков.

Таким образом, метод агрегатирования является преимущественным в производстве компьютерной техники, поскольку компьютерная техника состоит из множества сложных компонентов и готовых сборочных единиц для производства компьютеров, полный цикл производства которых невозможен или крайне затруднителен на одном производстве (автором статьи такие производства не найдены).

Анализ показал, что современная индустрия компьютерной техники характеризуется высокой динамичностью, разнообразием продукции, короткими жизненными циклами компонентов и сложными глобальными цепочками поставок и в результате проведенного исследования было установлено, что метод агрегатирования является перспективным подходом для оптимизации производства компьютерной техники, так как является достаточно гибким методом, который позволяет легко и быстро адаптироваться к быстроменяющимся требованиям рынка. Также, были выявлены основные ресурсы, используемые в производстве компьютерной техники, и их связь между собой.

Представленный обзор нормативно-правовой документации, регламентирующей обеспечение безопасности и качества компьютерной техники, демонстрирует наличие нормативной базы, определяющей требования к продукции, причём как видно на приведённых примерах, требования к качеству и параметрам компьютерной техники обновлялись не так давно, как требования к безопасности компьютерной техники.

Список использованных источников

1 Крейтер С.В. Основы конструирования и агрегатирования» / С.В. Крейтер, А.Р. Нестеров, В.В. Данилевский : – Москва : Издательство стандартов, 1983.

2 Официальный сайт интернет магазина «IRU» [Электронный ресурс] – режим доступа: https://iru.ru/item/iru-office-310h6sf/ – 10.01.2025.

3 Официальный сайт интернет магазина «Lenovo» [Электронный ресурс] – режим доступа: https://www.lenovo.com/ru/ru/p/desktops/thinkcentre/m-series-tower/thinkcentre-m70t-gen-4-intel/len102c0038?orgRef=https%253A%252F%252Fyandex.ru%252F – 10.01.2025.

4 Официальный сайт интернет магазина [MSI] [Электронный ресурс] – режим доступа: https://ru.msi.com/Desktop/MPG-Infinite-X3-AI-2nd/Specification – 10.01.2025.

5 Официальный сайт компании «Звезда» [Электронный ресурс] – режим доступа: https://zvezda.ltd/ddr43200/ – 10.01.2025.

6 ГОСТ Р 71173-2024. Персональные электронно-вычислительные машины. Термины и определения [Электронный ресурс] Режим доступа: https://internet-law.ru/gosts/gost/82243/ – 10.01.2025.

7 ГОСТ Р 71201-2024 Персональные электронно-вычислительные машины. Типы, основные параметры, общие технические требования [Электронный ресурс] Режим доступа: https://internet-law.ru/gosts/gost/82241/ – 10.01.2025.

8 Официальный сайт с новостными статьями «Elane» [Электронный ресурс], статья от 25.03.2016 – режим доступа: https://elane.ru/articles/2016/03/kakije-matjerialy-ispolzujut-dlja-izgotovljenija-kompjutjerov.html – 10.01.2025.

9 Официальный сайт «Большая Российская Энциклопедия» [Электронный ресурс] – режим доступа: https://old.bigenc.ru/technology_and_technique/text/4734604 – 10.01.2025.

10 Официальный сайт интернет магазина «DNS» [Электронный ресурс] – режим доступа: https://www.dns-shop.ru/product/characteristics/77ed192f2811ed20/videokarta-gigabyte-geforce-rtx-4090-gaming-oc-gv-n4090gaming-oc-24gd/?utm_medium=organic&utm_source=yandex&utm_referrer=https%3A%2F%2Fyandex.ru%2F – 10.01.2025.

Код для цитирования: Скопировать