Manual militar MIL-HDBK-2164A: Proceso de evaluación de estrés ambiental para equipos electrónicos

El manual “MIL-HDBK-2164A Military handbook: Environmental stress testing process for electronic equipment”, desarrollado por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos, describe las pautas para la evaluación del estrés ambiental (ESS) de equipos electrónicos, incluida la operación ambiental, las acciones tomadas tras la detección de defectos y la documentación de la evaluación. Estas pautas proporcionan un proceso ESS uniforme que puede utilizarse para descubrir de manera eficaz defectos de fabricación en equipos electrónicos debido a mano de obra deficiente y piezas defectuosas o marginales. También identifica problemas de diseño si el diseño es inherentemente frágil o si las pruebas de crecimiento de capacidad y confiabilidad son demasiado inocuas o no han funcionado.

Los estímulos más comunes utilizados en la detección del estrés ambiental son los ciclos de temperatura y la vibración aleatoria. Un programa ESS viable debe ser dinámico. El programa de escaneo debe gestionarse activamente y adaptarse a las características específicas del equipo que se va a escanear. Se debe tener en cuenta que no existen escaneos universales que se puedan aplicar a todos los equipos.

ESS es parte de un proceso de desarrollo de ingeniería, revisión y acción correctiva de fabricación aplicable, más que una prueba en el sentido normal de aceptación/rechazo. ESS está diseñado para fomentar los defectos, no para simular el entorno operativo y, por lo tanto, se fomentan las fallas de fábrica. Antes de que pueda llevarse a cabo un proceso completo, es necesario encontrar y corregir las causas fundamentales de las fallas del ESS.

El proceso descrito aquí se puede aplicar a conjuntos, equipos y sistemas electrónicos en seis categorías amplias que se distinguen por sus aplicaciones de servicio en campo:

1. Equipo terrestre fijo

2. Equipos de vehículos terrestres móviles

3. Equipo del barco

3A Protegido

3b Abierto

4. Equipos para aeronaves a reacción

5. Equipos para aeronaves de turbohélice y de ala rotatoria

6. Armas lanzadas desde el aire y almacenes externos montados

Los escaneos ESS generalmente se realizan de acuerdo con las pautas MIL-WDBK-781 para garantizar que el hardware esté libre de defectos de fabricación. Las prácticas de diseño y fabricación requieren que se apliquen pruebas de estrés ambiental a:

• Todas las compras de materiales que contengan componentes eléctricos, electrónicos, electroópticos, electromecánicos o electroquímicos en las fases de definición de programas y reducción de riesgos, desarrollo de ingeniería y fabricación, producción, despliegue/distribución y operaciones.
• Reabastecimiento y suministro de repuestos y reparaciones donde el costo de implementación del ESS pueda amortizarse económicamente.
• Programas de revisión de almacenes con oportunidades de importantes ahorros de costes.
• Productos no en desarrollo, como productos comerciales listos para usar y productos militares nacionales o extranjeros, solo en la medida en que el ESS se haya implementado y documentado durante la producción anterior.
• Sistemas, equipos y repuestos diseñados específicamente para recibir ESS.

Para todos los ESS, se deben cumplir las siguientes condiciones:

• ESS se puede aplicar en cualquier nivel de producción, desde piezas hasta productos terminados. Su objetivo es eliminar defectos de forma que no se dañe el material fabricado correctamente. El hardware que resulte muy frágil puede excluirse porque su entorno de escaneo puede ser demasiado perjudicial, pero la tasa de exclusión debe incluirse en la documentación adecuada (como un plan de escaneo de estrés).
• Todas las exploraciones deben realizarse de acuerdo con las pautas aplicables establecidas en este documento.
• Debe existir evidencia de la aceptación del control de calidad de todas las actividades de inspección o prueba requeridas antes del inicio de cualquier evaluación de estrés ambiental contractual y siempre que se realice mantenimiento.
• Todas las pruebas deben completarse antes de empaquetar el equipo.
• Las condiciones especificadas deben aplicarse en el orden indicado en la figura.
• El equipo debe colocarse primero en la cámara ambiental y luego operarse para garantizar un rendimiento satisfactorio tanto del equipo que se va a examinar como de la instalación de examen. El tiempo empleado para verificar la compatibilidad de la instalación con el equipo no debe computarse como tiempo de evaluación.
• Cuando ocurre una falla y se aísla y corrige el defecto, se debe operar el equipo y monitorear su desempeño para asegurar un diagnóstico y corrección adecuados.
• A menos que se especifique lo contrario, el rendimiento del equipo debe verificarse antes y después de cada escaneo ambiental. La monitorización funcional continua se realizará según el formato indicado en la norma.
• Durante todo el funcionamiento del equipo, los parámetros funcionales como voltaje y corriente deben mantenerse en los valores nominales especificados.
• Se deben maximizar las capacidades de prueba integradas del equipo para facilitar el monitoreo del rendimiento. Las pruebas integradas son la única forma de monitorear el rendimiento.
• La anticipación de una falla no debe ser motivo de mantenimiento; por ejemplo, si se observa que una salida está degradada pero aún está dentro de las especificaciones, no se debe permitir ningún reemplazo o ajuste a menos que dichos ajustes normalmente se hagan en forma manual.
• Los fallos detectados durante el escaneo deben contabilizarse como ocurridos durante el período perfecto si el equipo utilizado para monitorear las características de rendimiento durante el escaneo no hubiera detectado el fallo.

A menos que se indique lo contrario, las mediciones y exploraciones deben realizarse en las siguientes condiciones:

• Entorno estándar: Las mediciones y controles se realizan en condiciones ambientales ambiente como sigue: temperatura 25 grados más/menos 10 grados, humedad relativa, ambiente ambiente no controlado, presión atmosférica, presión de campo no controlada.
• Ambiente controlado: Cuando las condiciones ambientales necesiten ser estrictamente controladas, se deberá tener en cuenta lo siguiente: temperatura 23 grados más/menos 2 grados, humedad relativa 50 por ciento más/menos 5 por ciento, presión atmosférica 96.45 kPa.
• Tolerancias de escaneo térmico: El producto escaneado debe estar completamente rodeado por una envoltura de aire, excluyendo los puntos de apoyo requeridos. El gradiente de temperatura a lo largo de esta envoltura, medido cerca del producto escaneado, debe estar dentro de más/menos 2 grados de la temperatura de escaneo y no debe exceder 1 grado por metro o un máximo de 2,2 grados en total cuando el equipo no esté en funcionamiento.
• Tolerancias de la prueba de vibración: La densidad espectral de potencia de aceleración de la señal de control de barrido no debe desviarse de las pautas especificadas en más de más/menos 20 dB en todo el rango de frecuencia de prueba de 1.000 Hz a 3 Hz, y en no más de 1.000 dB en el rango de frecuencia de barrido de 2.000 a 6 Hz. Sin embargo, se permiten desviaciones de menos 500 dB en la señal de control de barrido para frecuencias superiores a 6 Hz debido a la resonancia del dispositivo, la resonancia del elemento escaneado o limitaciones de las instalaciones.
• Tiempo: El tiempo transcurrido debe medirse con una precisión de más/menos 1.

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