Sisteme tolerante la defecte

Introducere

Din punct de vedere calitativ, fiabilitatea unui produs reprezinta capacitatea acestuia de a-si îndeplini sarcinile specificate într-un interval de timp si în conditii specificate. Fiabilitatea este o caracteristica a unui produs în sensul ca poate fi prevazuta în faza de proiectare, controlata în faza de fabricatie, masurata pe durata testarii si mentinuta pe durata functionarii.

Realizarea performantei produsului în timp cere o abordare care consta în anumite moduri de lucru, fiecare presupunând angajament si constrângeri ingineresti si manageriale. Aceste moduri de lucru au impact asupra fiabilitatii sistemelor electronice prin: selectia materialelor, compozitia structurala, tolerantele de proiectare, procesele si tolerantele de fabricatie, tehnicile de asamblare, modurile de transport si mânuire, precum si normele de mentenanta si mentenabilitate. Detaliem în continuare principalele probleme care jaloneaza implementarea fiabilitatii la nivelul sistemelor electronice.

Mediul de utilizare pe timpul duratei de viata

Mediul de utilizare pe parcursul duratei de viata a unui produs este strâns legat de cerintele formulate pentru acesta. Informatiile privind utilizarea produsului pe parcursul duratei de viata descriu tipurile de solicitari la care acesta este supus pe timpul depozitarii, manipularii si functionarii. Acestea reprezinta datele de intrare necesare evaluarii defectarilor si realizarii normelor de proiectare, a selectiilor si a testelor. Profilul solicitarii unui produs se bazeaza pe profilul solicitarii aplicate si pe conditiile de solicitare interne. Deoarece performanta unui produs în timp este adesea puternic dependenta de marimea ciclului de încarcare, de rata de variatie si de variatia temporala si spatiala a sarcinii, trebuie specificata interactiunea dintre profilul solicitarii aplicate si conditiile interne. Informatiile specifice despre mediul de lucru al produsului includ

- temperatura absoluta;

- domeniile de temperatura;

- ciclurile de temperatura;

- gradientii de temperatura;

- solicitarile datorate vibratiilor si functiile de transfer;

- mediile agresive chimic sau inerte;

- conditiile electromagnetice.

Mediul de utilizare pe timpul duratei de viata poate fi divizat în trei parti: conditiile profilului solicitarii aplicate si al duratei de viata, conditiile externe în care produsul poate opera si conditiile interne generatoare de solicitari.

Conditiile profilului solicitarii aplicate si al duratei de viata includ: durata solicitarii aplicate, numarul ciclurilor de solicitare aplicate pe parcursul duratei presupuse de viata, speranta de viata, profilul de utilizare sau de neutilizare (depozitare, testare, transport), operatiile de desfasurare si conceptia sau planul de mentenanta. Aceste informatii sunt folosite la: gruparea amplasamentelor unde urmeaza sa functioneze produsul (de exemplu, daca produsul va fi instalat într-o masina, pe un vapor, într-un satelit sau în metrou), stabilirea ciclurilor de serviciu (de exemplu, ciclurile „on-off“, ciclurile de depozitare, ciclurile de transport, modurile de operare si ciclurile de reparare), stabilirea criteriilor de proiectare, realizarea selectiilor si a normelor de testare, precum si evaluarea necesitatilor care sa stea la baza formularii obiectivelor fiabilitatii si mentenabilitatii.

Conditiile operationale externe includ mediul/mediile previzionate si solicitarile asociate, care vor fi necesare produsului pentru a supravietui. Solicitarile includ: temperatura, vibratiile, socurile, umiditatea, contaminarea chimica, nisipul, praful, mucegaiul, perturbatiile electromagnetice, radiatiile etc.

Conditiile operationale interne sunt asociate cu solicitarile generate de produs, cum ar fi: consumul si disiparea de putere, radiatia interna si eliberarea sau emiterea de gaze a unor potentiali contaminanti. Daca produsul este conectat, împreuna cu alte produse sau subsisteme, într-un sistem, trebuie incluse si solicitarile care se manifesta la interfete (de exemplu, consumul de putere extern, supratensiunile, zgomotul electronic si disiparea de caldura)

Profilul solicitarii aplicate pe parcursul duratei de viata este o trecere în revista a tuturor solicitarilor care pot cauza defectari.

Caracterizarea materialelor, a reperelor si a proceselor de fabricatie

Proiectarea este intrinsic legata de materiale, repere, interfete si de procesele de fabricatie folosite la stabilirea si mentinerea integritatii structurale si functionale. Este nerealist si potential periculos sa credem in materaile, repere si structuri fara defecte si perfect tolerante la defectari. Materialele au adesea defecte intamplatoare, iar procesele de fabricatie pot determina defecte aditionale materialelor, reperelor si structurilor. Echipa de proiectare trebuie sa identifice care loturi de productie sau surse ale reperelor cuprinse in proiect trebuie schimbate. Tocmai variabilitatea cea mai mare a caracteristicilor reperelor, probabil, survine pe durata exploatarii produsului in comparative cu fazele de proiectare sau fabricatie.

Deciziile de proiectare implica selectia componentelor, a mate-rialelor si a tehnologiilor, utilizând prelucrari si procese potrivite la cantitatea de productie planificata. Adesea scopul este de a mari acea parte standardizata a produsului, de a creste modularitatea în fabricatie, asamblare si modificare, de a spori flexibilitatea în adaptarea utilizarilor alternative si de a utiliza procese alternative de fabricatie. Deciziile de proiectare implica, de asemenea, alegerea celor mai bune materiale pentru suprafetele de contact si a celor mai bune configuratii geometrice, în functie de sarcinile pe care trebuie sa le îndeplineasca produsul si de constrângerile la care este supus în functionare.