Manuale militare MIL-HDBK-2164A: Processo di screening dello stress ambientale per apparecchiature elettroniche

Il manuale "MIL-HDBK-2164A Military handbook: Environmental stress screening process for electronic equipment", sviluppato dal Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti, descrive le linee guida per lo screening dello stress ambientale (ESS) delle apparecchiature elettroniche, tra cui il funzionamento ambientale, le azioni intraprese in caso di rilevamento di difetti e la documentazione dello screening. Queste linee guida forniscono un processo ESS uniforme che può essere utilizzato per scoprire in modo efficace i difetti di fabbricazione nelle apparecchiature elettroniche dovuti a scarsa lavorazione e a parti difettose o marginali. Identifica inoltre problemi di progettazione se il progetto è intrinsecamente fragile o se i test di crescita della capacità e dell'affidabilità sono troppo innocui o non sono stati eseguiti correttamente.

Gli stimoli più comuni utilizzati nello screening dello stress ambientale sono i cicli di temperatura e le vibrazioni casuali. Un programma ESS valido deve essere dinamico. Il programma di scansione deve essere gestito attivamente e adattato alle caratteristiche specifiche dell'apparecchiatura sottoposta a scansione. È opportuno sottolineare che non esistono scansioni universali applicabili a tutte le apparecchiature.

L'ESS è parte di un processo di sviluppo ingegneristico applicabile, di azioni correttive di produzione e di revisione, piuttosto che un test nel normale senso di accettazione/rifiuto. L'ESS è progettato per incoraggiare i difetti, non per simulare l'ambiente operativo, e pertanto i guasti in fabbrica sono incoraggiati. Prima che il processo possa svolgersi completamente, è necessario individuare e correggere le cause profonde dei guasti dell'ESS.

Il processo qui descritto può essere applicato ad assemblaggi, apparecchiature e sistemi elettronici in sei ampie categorie distinte in base alle applicazioni di assistenza sul campo:

1. Attrezzature terrestri fisse

2. Attrezzature per veicoli terrestri mobili

3. Attrezzature della nave

3A Riparato

3b Aperto

4. Equipaggiamento per aerei a reazione

5. Apparecchiature per aeromobili a turboelica e ad ala rotante

6. Armi lanciate dall'aria e depositi esterni montati

Le scansioni ESS vengono in genere eseguite secondo le linee guida MIL-WDBK-781 per garantire che l'hardware sia privo di difetti di fabbricazione. Le pratiche di progettazione e produzione richiedono che lo screening dello stress ambientale venga applicato a:

• Tutti gli acquisti di materiali contenenti componenti elettrici, elettronici, elettro-ottici, elettromeccanici o elettrochimici nelle fasi di definizione del programma e riduzione del rischio, sviluppo ingegneristico e manifatturiero, produzione, messa in opera/distribuzione e operatività.
• Rifornimenti e fornitura di pezzi di ricambio e di riparazione in cui il costo di implementazione dell'ESS può essere economicamente ammortizzato.
• Programmi di revisione del magazzino con opportunità di notevoli risparmi sui costi.
• Prodotti non in fase di sviluppo, quali prodotti commerciali già pronti e prodotti militari nazionali o esteri, solo nella misura in cui l'ESS è stato implementato e documentato durante la produzione precedente.
• Sistemi, apparecchiature e pezzi di ricambio progettati specificamente per ricevere ESS.

Per tutti gli ESS devono essere soddisfatte le seguenti condizioni:

• L'ESS può essere applicato a qualsiasi livello di produzione, dai componenti ai prodotti finiti. Il suo scopo è quello di individuare i difetti in modo da non danneggiare il materiale correttamente prodotto. L'hardware che si rivela molto fragile può essere escluso perché il suo ambiente di scansione potrebbe essere troppo dannoso, ma il tasso di esclusione dovrebbe essere incluso nella documentazione appropriata (ad esempio un piano di scansione di stress).
• Tutte le scansioni devono essere eseguite in conformità alle linee guida applicabili qui stabilite.
• Prima dell'inizio di qualsiasi screening di stress ambientale contrattuale e ogni volta che viene eseguita la manutenzione, deve essere fornita la prova dell'accettazione del controllo di qualità di tutte le attività di ispezione o collaudo richieste.
• Tutti i test devono essere completati prima di imballare l'attrezzatura.
• Le condizioni specificate devono essere applicate nell'ordine specificato nella figura.
• L'attrezzatura deve essere prima posizionata nella camera ambientale e poi messa in funzione per garantire prestazioni soddisfacenti sia dell'attrezzatura da sottoporre a screening sia dell'impianto di screening. Il tempo impiegato per verificare la compatibilità della struttura con l'attrezzatura non deve essere conteggiato come tempo di screening.
• Quando si verifica un guasto e il difetto viene isolato e corretto, l'apparecchiatura deve essere messa in funzione e le sue prestazioni devono essere monitorate per garantire una diagnosi e una correzione adeguate.
• Salvo diversa indicazione, le prestazioni dell'apparecchiatura devono essere verificate prima e dopo ogni scansione ambientale. Il monitoraggio funzionale continuo viene effettuato secondo il modulo fornito nella norma.
• Durante il funzionamento di tutte le apparecchiature, i parametri funzionali quali tensione e corrente devono essere mantenuti ai valori nominali specificati.
• Per agevolare il monitoraggio delle prestazioni, è necessario massimizzare le capacità di test integrate nell'apparecchiatura. L'unico modo per monitorare le prestazioni è tramite test integrati.
• La previsione di un guasto non dovrebbe costituire un motivo valido per la manutenzione: ad esempio, se si osserva un degrado in un output ma quest'ultimo rientra ancora nelle specifiche, non dovrebbe essere consentita alcuna sostituzione o regolazione, a meno che tali regolazioni non vengano normalmente eseguite manualmente.
• Gli errori rilevati durante la scansione devono essere considerati come verificatisi durante il periodo perfetto se l'apparecchiatura utilizzata per monitorare le caratteristiche delle prestazioni durante la scansione non avrebbe rilevato l'errore.

Salvo diversa indicazione, le misurazioni e le scansioni devono essere eseguite nelle seguenti condizioni:

• Ambiente standard: le misurazioni e i controlli vengono eseguiti nelle seguenti condizioni ambientali ambiente: temperatura 25 gradi più/meno 10 gradi, umidità relativa, ambiente ambiente non controllato, pressione atmosferica, pressione sul campo non controllata.
• Ambiente controllato: quando le condizioni ambientali devono essere rigorosamente controllate, occorre tenere presente quanto segue: temperatura 23 gradi più/meno 2 gradi, umidità relativa 50 percento più/meno 5 percento, pressione atmosferica 96.45 kPa.
• Tolleranze per la scansione termica: il prodotto scansionato deve essere completamente circondato da un involucro d'aria, esclusi i punti di supporto richiesti. Il gradiente di temperatura attraverso questa busta, misurato vicino al prodotto scansionato, deve essere compreso entro più/meno 2 gradi della temperatura di scansione e non deve superare 1 grado al metro o un massimo di 2,2 gradi in totale quando l'apparecchiatura non è in funzione.
• Tolleranze del test di vibrazione: la densità spettrale della potenza di accelerazione del segnale di controllo di sweep non deve discostarsi dalle linee guida specificate di più di più/meno 20 dB sull'intera gamma di frequenze di test da 1.000 Hz a 3 Hz e di non più di 1.000 dB sulla gamma di frequenze di sweep da 2.000 a 6 Hz. Tuttavia, sono ammesse deviazioni di meno 500 dB nel segnale di controllo sweep per frequenze superiori a 6 Hz dovute alla risonanza dell'apparecchio, alla risonanza dell'elemento scansionato o a limitazioni della struttura.
• Tempo: il tempo trascorso deve essere misurato con una precisione di più/meno 1.

La nostra organizzazione, che da anni si impegna a supportare le aziende di ogni settore con un'ampia gamma di studi di prova, misurazione, analisi e valutazione, si avvale di uno staff solido che segue da vicino gli sviluppi nel mondo nel campo della scienza e della tecnologia e si migliora costantemente. In questo contesto vengono forniti anche servizi di collaudo alle aziende in conformità allo standard “MIL-HDBK-2164A Military handbook: Environmental stress screening process for electronic equipment”.