Udvikling af pålidelige og robuste elektronikprodukter

Helstøbte produkter kræver en 360 graders tilgang til pålidelighed og robusthed for at sikre, at der er taget hånd om alle relevante fejlmekanismer og højde for alle udefrakommende påvirkninger som fx klimatiske -, kemiske -, mekaniske – og EMC-forhold under udvikling og test af et produkt. 

Af Jan Bjerre Christensen og Susanne Otto, FORCE Technology

5 gode råd til pålidelig produktudvikling

Pålidelighed skal designes ind fra starten i produktudviklingen. Derfor har FORCE Technology udviklet følgende 5 råd til at øge pålideligheden og robustheden af et nyt elektronik- eller mekatronikprodukt:

1. Definér kravspecifikation, standarder og succeskriterium

En stærk kravspecifikation, der er kendt af alle projektmedlemmer og kommunikeret til eventuelle underleverandører, er et vigtigt værktøj til at udvikle pålidelige og robuste produkter, som opfylder relevante krav fra myndigheder, kunder og virksomheden selv. I specifikationsfasen er det afgørende, at der er ressourcer og kompetencer til at sikre, at kravene er verifikations-/testbare. Megen tid og mange penge kan spares i udviklingsforløbet, ved at man vælger klare succeskriterier og konkrete procedurer i standarderne for hvert krav til:

• Hardware
• Software
• Mekanik
• Levetid
• Brugsmiljø

2. Udarbejd product mission profile

I specifikationsfasen bør der laves en mission profile for produktet. Forudsætningen for et pålideligt elektronikdesign er, at man fastlægger produktets funktion, levetid og omgivelsesmiljø i såvel transport-, lager- og driftsfasen. Det vil sige produktets mission profile. For at vurdere indflydelsen af påvirkningerne fra mission profile, skal princippet for mekanisk indkapsling lægges fast for:

• Fysisk størrelse
• Varmeafgivelse
• Temperaturgrænserne under drift, lagring og transport
• Temperaturskift under drift, lagring og transport
• Kølingsbehov
• EMC-forhold
• Mekanisk robusthed (kræfter, vibration og chok)
• Fugt-, støv- og vandbeskyttelse

3. Definér pålidelighedsmål

Det er meget vigtigt, at pålidelighedsmål for produktet er veldefinerede og kendt af udvikleren, salgsorganisationen samt kunden. Eksempler på pålidelighedsmål kan være:

• Hvor stor en procentdel af de producerede produkter forventes at virke efter en given tid
• Fejlrate under et bestemt niveau over en bestemt tidsperiode

4. Gennemfør design review

Design review gennemføres gerne flere gange i forløbet i forbindelse med milepæle. Review’ene kan have forskellige fokus som fx.

• Softwarearkitektur, design og kode (kode reviewes gerne som walk through)
• El-diagram (komponentvalg, derating af komponenter, levetid og EMC-robusthed i overensstemmelse med produktets mission profile)
• Mekanisk og termisk design

5. Gennemfør tidlige pretests

Hvis produktet fejler under verifikationstest eller akkrediteret test, forlænger det udviklingstiden og kræver nye tests. Der kan spares mange penge og udviklingstid i et udviklingsforløb, hvis man tidligt fokuserer på de kritiske områder. Her er nævnt nogle af de tests, der erfaringsmæssigt kan give stor værdi, hvis de udføres tidligt i et udviklingsforløb:

• EMC-immunitetstest og -udstrålingstest
• Resonanssøgning (vibration)
• Faldtest
• Cyklisk fugt med kondens
• Korrosionstest
• Høj temperaturtest
• Store temperaturskift

Mere info

Læs hele artiklen –  der også kommer ind på “Den rigtige test til formålet”, HALT og Testfaciliteter målrettet 360 graders pålidelighed og robusthed – her