MIL-HDBK-2164A Podręcznik wojskowy: Proces kontroli obciążeń środowiskowych dla sprzętu elektronicznego

Podręcznik „MIL-HDBK-2164A Military handbook: Environmental stress screening process for electronic equipment” opracowany przez Departament Obrony Stanów Zjednoczonych zawiera wytyczne dotyczące kontroli naprężeń środowiskowych (ESS) sprzętu elektronicznego, obejmujące m.in. eksploatację w środowisku, działania podejmowane po wykryciu usterek oraz dokumentację kontroli. Wytyczne te określają jednolity proces ESS, który można stosować w celu skutecznego wykrywania wad produkcyjnych sprzętu elektronicznego, wynikających z niskiej jakości wykonania lub wadliwych lub mało wydajnych podzespołów. Pozwala także zidentyfikować problemy projektowe, jeśli konstrukcja jest z natury delikatna lub jeśli testy wzrostu wydajności i niezawodności są zbyt nieszkodliwe lub nie zostały przeprowadzone.

Najczęściej stosowanymi bodźcami w badaniu stresu środowiskowego są zmiany temperatury i losowe wibracje. Aby program ESS był skuteczny, musi być dynamiczny. Program skanowania powinien być aktywnie zarządzany i dostosowywany do specyficznych cech skanowanego sprzętu. Należy pamiętać, że nie ma uniwersalnych metod skanowania, które można by zastosować do każdego sprzętu.

ESS jest częścią stosownego procesu rozwoju inżynieryjnego, działań korygujących i rewizji w procesie produkcyjnym, a nie testem w normalnym rozumieniu akceptacji/odrzucenia. ESS ma na celu zachęcanie do występowania defektów, a nie symulowanie środowiska operacyjnego, dlatego też zachęca się do występowania awarii w fabrykach. Zanim będzie można przeprowadzić cały proces, konieczne jest znalezienie i usunięcie podstawowych przyczyn awarii ESS.

Opisany tutaj proces można stosować w zespołach elektronicznych, urządzeniach i systemach w sześciu szerokich kategoriach, wyróżnionych na podstawie zastosowań w terenie:

1. Stały sprzęt lądowy

2. Mobilny sprzęt naziemny

3. Wyposażenie statku

3A Osłonięte

3b Otwarte

4. Sprzęt do samolotów odrzutowych

5. Sprzęt do samolotów turbośmigłowych i wiropłatów

6. Broń odpalana z powietrza i zamontowane zewnętrzne magazyny

Skanowanie ESS jest zazwyczaj wykonywane zgodnie z wytycznymi MIL-WDBK-781, co ma na celu sprawdzenie, czy sprzęt jest wolny od wad produkcyjnych. Praktyka projektowania i produkcji wymaga stosowania badań przesiewowych w zakresie obciążeń środowiskowych w celu:

• Wszystkie zakupy materiałów zawierających komponenty elektryczne, elektroniczne, elektrooptyczne, elektromechaniczne lub elektrochemiczne w fazach definicji programu i redukcji ryzyka, rozwoju inżynierii i produkcji, produkcji, wdrożenia/dystrybucji i eksploatacji.
• Ponowne dostawy i dostawa części zamiennych i naprawczych, dzięki czemu koszt wdrożenia ESS może zostać ekonomicznie zamortyzowany.
• Programy zmian w magazynach dające szansę na znaczące oszczędności kosztów.
• Produkty niebędące przedmiotem rozwoju, takie jak produkty komercyjne dostępne od ręki oraz krajowe i zagraniczne produkty wojskowe, wyłącznie w zakresie, w jakim ESS zostało wdrożone i udokumentowane podczas poprzedniej produkcji.
• Systemy, urządzenia i części zamienne zaprojektowane specjalnie do odbioru ESS.

W przypadku wszystkich ESS muszą być spełnione następujące warunki:

• ESS można stosować na każdym etapie produkcji, od produkcji części po produkty gotowe. Celem jest wykrycie wad w sposób, który nie uszkodzi prawidłowo wyprodukowanego materiału. Sprzęt, który okaże się bardzo delikatny, może zostać wykluczony ze względu na zbyt niekorzystne warunki skanowania, jednak wskaźnik wykluczenia powinien zostać uwzględniony w odpowiedniej dokumentacji (np. w planie skanowania w warunkach skrajnych).
• Wszystkie skanowania muszą być wykonywane zgodnie z obowiązującymi wytycznymi określonymi w niniejszym dokumencie.
• Przed rozpoczęciem jakichkolwiek umownych badań odporności na obciążenia środowiskowe oraz za każdym razem, gdy wykonywana jest konserwacja, należy przedstawić dowód akceptacji kontroli jakości wszystkich wymaganych czynności kontrolnych lub testowych.
• Wszystkie testy muszą zostać przeprowadzone przed zapakowaniem sprzętu.
• Podane warunki muszą być spełnione w kolejności podanej na rysunku.
• Sprzęt należy najpierw umieścić w komorze środowiskowej, a następnie uruchomić, aby upewnić się, że zarówno sprzęt poddawany przesiewaniu, jak i instalacja przesiewająca działają zadowalająco. Czasu potrzebnego na sprawdzenie kompatybilności obiektu ze sprzętem nie należy wliczać do czasu badania przesiewowego.
• Gdy wystąpi awaria, a usterka zostanie odnaleziona i usunięta, należy uruchomić sprzęt i monitorować jego działanie, aby umożliwić prawidłową diagnozę i naprawę.
• Jeżeli nie określono inaczej, działanie sprzętu należy sprawdzić przed i po każdym skanowaniu środowiskowym. Ciągły monitoring funkcjonalny przeprowadzany jest zgodnie z formularzem podanym w normie.
• Podczas całego okresu eksploatacji urządzenia parametry funkcjonalne, takie jak napięcie i natężenie prądu, muszą być utrzymywane na określonym poziomie wartości nominalnych.
• Wbudowane możliwości testowe sprzętu powinny być maksymalnie wykorzystane w celu ułatwienia monitorowania wydajności. Jedynym sposobem monitorowania wydajności jest stosowanie wbudowanych testów.
• Przewidywanie awarii nie powinno być podstawą do przeprowadzania konserwacji. Przykładowo, jeżeli zaobserwowano pogorszenie jakości wyjścia, ale nadal jest ono zgodne ze specyfikacją, nie należy zezwalać na żadną wymianę ani regulację, chyba że takie regulacje są normalnie wykonywane ręcznie.
• Błędy wykryte podczas skanowania należy traktować jako występujące w idealnym okresie, jeśli sprzęt używany do monitorowania parametrów wydajnościowych podczas skanowania nie wykryłby błędu.

Jeżeli nie określono inaczej, pomiary i skanowanie należy wykonywać w następujących warunkach:

• Standardowe środowisko: Pomiary i kontrole przeprowadzane są w następujących warunkach otoczenia: temperatura 25 stopni plus/minus 10 stopni, wilgotność względna, niekontrolowane środowisko otoczenia, ciśnienie atmosferyczne, niekontrolowane ciśnienie w terenie.
• Kontrolowane środowisko: Gdy warunki środowiskowe muszą być ściśle kontrolowane, należy zwrócić uwagę na następujące parametry: temperatura 23 stopnie plus/minus 2 stopnie, wilgotność względna 50 procent plus/minus 5 procent, ciśnienie atmosferyczne 96.45 kPa.
• Tolerancje skanowania termicznego: Skanowany produkt musi być całkowicie otoczony powłoką powietrzną, z wyłączeniem wymaganych punktów podparcia. Gradient temperatury na tej powierzchni, mierzony w pobliżu skanowanego produktu, powinien mieścić się w granicach plus/minus 2 stopni temperatury skanowania i nie powinien przekraczać 1 stopnia na metr lub maksymalnie 2,2 stopnia łącznie, gdy sprzęt nie pracuje.
• Tolerancje testu wibracyjnego: Gęstość widmowa mocy przyspieszenia sygnału sterującego przesuwem nie powinna odbiegać od określonych wytycznych o więcej niż plus/minus 20 dB w całym zakresie częstotliwości testowych od 1.000 Hz do 3 Hz oraz o nie więcej niż 1.000 dB w zakresie częstotliwości przesuwu od 2.000 do 6 Hz. Jednakże odchylenia sygnału sterującego przemiataniem wynoszące minus 500 dB dla częstotliwości większych niż 6 Hz spowodowane rezonansem osprzętu, rezonansem skanowanego elementu lub ograniczeniami obiektu są dopuszczalne.
• Czas: Upływający czas należy mierzyć z dokładnością plus/minus 1.

Nasza organizacja, która od lat stara się wspierać przedsiębiorstwa z każdej branży, realizując szeroką gamę badań testowych, pomiarowych, analitycznych i ewaluacyjnych, dysponuje silną kadrą, która uważnie śledzi rozwój nauki i techniki na świecie oraz nieustannie się doskonali. W tym kontekście usługi testowe są również świadczone przedsiębiorstwom zgodnie z normą „MIL-HDBK-2164A Podręcznik wojskowy: Proces kontroli obciążeń środowiskowych sprzętu elektronicznego”.