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Greenapple Nuova recluta del forum
Registrato: 26/02/13 09:57 Messaggi: 7
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Inviato: Mer Feb 27, 2013 2:54 pm Oggetto: Design Fmea progetto hardware circuiti elettronici |
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Buongiorno a tutti.
Mi scuso innanzi tutto per il testo non sintetico.
Ho cercato di indicare gli elementi necessari alla comprensione del caso.
Si tratta di una questione molto specifica (progettazione hardware).
PREMESSA.
Nell'azienda in cui lavoro, da qualche anno l'approccio nell'applicazione dell'analisi Fmea al progetto elettronico (circuito elettronico della scheda) si è spostato nel considerare come possibili CAUSE della FAILURE i soli guasti dei componenti.
Ossia, a seguito di una possibile FAILURE funzionale, si identificano i componenti che, guastandosi, possono generarla.
L'analisi, così come condotta, considera il componente correttamente dimensionato per l'impiego nel circuito e si concentra praticamente solo sulla sua mortalità naturale (che può verificarsi in diversi modi: cortocircuito del componente; interruzione della sua capacità conduttiva; deterioramento prestazioni funzionali).
I fattori di OCCURENCE assegnati, stando alla PREVENTION: "Analisi delle Specifiche (datasheet) dei componenti", si rifanno a tabelle di affidabilità relative alle diverse tipologie di componenti.
Ad es. per un Circuito Integrato il fattore di OCCURENCE è 4 perchè componente piuttosto "complesso", mentre per una RESISTENZA è 1 perchè considerata un componente "non complesso".
Dal mio punto di vista questo approccio è limitativo perchè considera solo l'aspetto affidabilistico dei componenti inseriti in una soluzione circuitale ben progettata.
Un problema funzionale può però derivare anche da un circuito che funziona bene in condizioni "normali" ma che non supera determinate situazioni di stress (es. sovratensioni) previste da normativa; in altre parole, il problema può derivare da un progetto non "robusto".
Credo che il focus principale dell'analisi Fmea applicata ad un circuito elettronico dovrebbe stare sul COME il circuito stesso viene meno alla sua missione (FAILURE MODE) a seguito di CAUSE legate ad errori di progettazione.
Esempio: E' stato scelto un componente per la protezione dell'ingresso di alimentazione che ha un OCCURENCE bassa (es. 1), quindi che non concorre sostanzialmente ad un RPN su cui intervenire.
Stando a questa considerazione l'analisi potrebbe considerarsi conclusa, ma non è stato considerato che l'ingresso in questione potrebbe non resistere fino ai limiti massimi di sovratensione e questo non tanto perchè il componente potrebbe "morire di morte naturale", quanto perchè le sue caratteristiche non sono tali da sostenere limiti così gravosi.
DOMANDA.
Qual'è la vostra opinione in merito?
Ossia, l'analisi Fmea del progetto di un circuito elettronico deve considerare il rischio derivante da un progetto non "robusto", quello della mortalità dei componenti o entrambi?
Grazie in anticipo e buona giornata. _________________ Greenapple |
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Fagus Forumista di Alta Qualità
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Registrato: 17/05/11 13:04 Messaggi: 767
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Inviato: Mer Feb 27, 2013 3:07 pm Oggetto: |
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Argomento interessante.
Premetto che pur operando nel tuo stesso settore non ho mai eseguito Fmea (e me ne dispiace, ma quest'anno forse si andrà a cominciare).
In un progetto considerei entrembi i contributi, anche perchè non sono scorrelati.
Ho spesso eseguito calcoli di failure rate e penso che la Fmea debba in una qualche maniera essere condizionata dal failure rate dei singoli componenti.
Le protezioni ai circuiti (zener, sopressori, ecc) hanno failure rate (secondo il MIL-HDBK-217) che dipendono da diversi fattori, quali la temperatura di giunzione, coefficienti di stress dipendenti dalla tensione applicata, ecc.
Non ho idea di come far entrare queste considerazioni nell'analisi Fmea, ma ritengo ci debbano entrare _________________ Agostino |
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QualitiAmo - Stefania Moderatore
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Registrato: 16/09/07 18:37 Messaggi: 26601
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Greenapple Nuova recluta del forum
Registrato: 26/02/13 09:57 Messaggi: 7
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Inviato: Mer Feb 27, 2013 4:22 pm Oggetto: |
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Fagus ha scritto: | Argomento interessante.
Premetto che pur operando nel tuo stesso settore non ho mai eseguito Fmea (e me ne dispiace, ma quest'anno forse si andrà a cominciare).
In un progetto considerei entrembi i contributi, anche perchè non sono scorrelati.
Ho spesso eseguito calcoli di failure rate e penso che la Fmea debba in una qualche maniera essere condizionata dal failure rate dei singoli componenti.
Le protezioni ai circuiti (zener, sopressori, ecc) hanno failure rate (secondo il MIL-HDBK-217) che dipendono da diversi fattori, quali la temperatura di giunzione, coefficienti di stress dipendenti dalla tensione applicata, ecc.
Non ho idea di come far entrare queste considerazioni nell'analisi Fmea, ma ritengo ci debbano entrare |
Concordo con te: è corretto che l'Fmea tenga conto anche dalla Failure Rate dei componenti.
Io l'approccerei così:
1- Prendere momentaneamente come assunzione che la soluzione progettuale è adeguata (= il circuito fa correttamente quello per cui è previsto), la qual cosa non esclude che debba anch'essa essere analizzata in ottica Fmea.
2- Identificare i fattori che incidono sulla Failure Rate dei componenti (coefficienti di stress dipendenti dalla tensione applicata, correnti in gioco, ecc.). NB- da fare per ogni tipologia di componente presente nel circuito.
3- Confrontare i fattori dei componenti (rif. punto 2) con quelli prodotti dal circuito alle condizioni di lavoro più critiche (es. temperature ambientali limite, sovratensioni limite, ecc.).
A questo punto:
4.1- Se vi è corrispondenza il valore di OCCURENCE da riportare nell'Fmea sarà quello delle tabelle di Failure Rate (es. secondo la MIL-HDBK-217).
4.2- Se non vi è corrispondenza bisogna stabilire quali sono i fattori più critici tra quelli delle tabelle e quelli del circuito.
4.2.1- Se sono più critici quelli delle tabelle posso essere considerati i valori di OCCURENCE che ne derivano (come nel caso del punto 4.1) tenendo in considerazione che l'analisi Fmea sarà "conservativa", ossia analizzerà condizioni più gravose di quelle reali.
Questo indurrà ad azioni (RECCOMENDED ACTIONS) a favore della robustezza del progetto che però potrebbero impattare sui tempi e costi di sviluppo e raggiungere una "robustezza" spinta, ma tutto sommato non necessaria perchè nella realtà condizioni di funzionamento così critiche non si verificano.
4.2.2- Se sono più critici quelli del circuito il caso si complica un pò, perchè devono essere definiti valori di Failure Rate più elevati (la qual cosa sottintende valori di OCCURENCE anch'essi più elevati).
La complicazione stà nel fatto di COME stabilire questi valori più severi e vedo due possibili soluzioni: o in base all'esperienza del team di lavoro e stando a letteratura da ricercare. _________________ Greenapple |
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2p71828 Qualità è precisione
Registrato: 31/10/08 17:43 Messaggi: 2750
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Inviato: Mer Feb 27, 2013 4:33 pm Oggetto: |
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come prima cosa andrei a prendermi la MIL STD 1629A (gratuita e scaricabile dal sito della difesa americana), non è tra le cose più recenti ma tutto sommato ha il pregio di essere di riferimento.
Tre cose non ho capito:
in quale momento stiate facendo quello che voi chiamate FMEA
a quale fine la facciate
se le vostre schede abbiano delle ridondanze, per cui se una parte si guasta interviene un'altra.
temo che, dalle risposte che riceverò, la conclusione sia che non stiate affatto redigendo una FMEA di progetto _________________ =fixed(exp(1);5)
sha-1=661bf49e78e9d958032859e811fa1ca27699207a |
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Greenapple Nuova recluta del forum
Registrato: 26/02/13 09:57 Messaggi: 7
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Inviato: Mer Feb 27, 2013 6:45 pm Oggetto: |
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2p71828 ha scritto: | come prima cosa andrei a prendermi la MIL STD 1629A (gratuita e scaricabile dal sito della difesa americana), non è tra le cose più recenti ma tutto sommato ha il pregio di essere di riferimento.
Tre cose non ho capito:
in quale momento stiate facendo quello che voi chiamate FMEA
a quale fine la facciate
se le vostre schede abbiano delle ridondanze, per cui se una parte si guasta interviene un'altra.
temo che, dalle risposte che riceverò, la conclusione sia che non stiate affatto redigendo una FMEA di progetto |
Buonasera.
Ecco le risposte
Domanda: in quale momento stiate facendo quello che voi chiamate FMEA.
Risposta: In ambito design del prodotto; nello specifico progettazione del circuito elettronico.
Domanda: a quale fine la facciate.
Risposta: Analisi delle possibili Failure funzionali con l'intento di prevenirle e/o correggerle prima che possando manifestarsi durante il processo di produzione o quando il prodotto è in uso dal cliente.
Domanda: se le vostre schede abbiano delle ridondanze, per cui se una parte si guasta interviene un'altra.
Risposta: No, non sono previste schede che entrano in funzione nel momento in cui si guasta quella "principale". _________________ Greenapple |
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Slender Man M.A.S.P.
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Registrato: 20/04/12 14:28 Messaggi: 3222
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Inviato: Mer Feb 27, 2013 7:35 pm Oggetto: |
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2p71828 ha scritto: | temo che, dalle risposte che riceverò, la conclusione sia che non stiate affatto redigendo una FMEA di progetto |
stessa impressione. resto in lettura. _________________ "It's my way, or the highway." (James Dalton, Esq.)
"Manly hearts to guard the fair" (Job Description) |
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Paoloruffatti Yoda
Registrato: 26/07/08 11:05 Messaggi: 4071
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Inviato: Mer Feb 27, 2013 11:03 pm Oggetto: |
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Ciao Ragazzi, pur non essendo un esperto di schede elettroniche ne ho viste di ttutti i colori. Mi hanno chiamato per insegnare a fare una DFMEA in un'azienda che produce un prodotto che ha come cuore una scheda elettronica che si guasta "troppo spesso".
Ho chiesto a loro quali erano le cause di guasto traendole dell'ampia loro letteratura in fatto di NC.
Io li ho portati a capire le cause dei diversi guasti.
Direte che questa non è DFMEA ..... e non lo è (FMEA è un attrezzo atto a prevenire i difetti, non a fare NC e AC), ma abbiamo preso lo spunto dall'analisi a posteriori dei modi di guasto per individuare alcuni errori pacchiani di progettazione che nel giro di 15 giorni hanno portato a stravolgere la progettazione di quel prodotto, ma di definire alcuni principi per progettare le schede future.
Per tornare all'argomento infatti, ho visto che i progettisti di intestardivano a vedere le failures del singolo componente, come si sottolinea in questo thread. Io ho invece fatto notare che la Dfmea deve tenere conto di tanti ambiti in cui si puo creare il difetto diverso dalle prestazioni del singolo componente.
Due esempi per confermare che la DFMEA deve tenere conto dei possibili modi di guasto anche e sopratuttto non elettronici ed in ogni ambito sia interno che esterno all'azienda.
1) avevano dovuto piazzare un ventilatore che dissipava il calore generato da un componente, ma non avendo molto spazio (nessun requisito contrattuale per far miniaturizzare la scheda, quindi si erano creati un problema grave con un requisito inventato da loro e che al cliente non interessava affatto !!); poi avevano fatto di peggio: avevano piazzato il ventilatore in modo disassato, per mancanza di spazio , riducendo il flusso d'aria di circa la metà
2) in produzione poi, avvitando la scheda allo chassis, spesso rompevano (pizzicandola) una delle piste, posizionata senza senso troppo vicino al bordo del circuito stampato, o se all'operatore scivolava il cacciavite!!
Come vedete si tratta di cose che la Progettazione deve avere in testa, oltre ai principi di funzionamento elettronico ed esaminare il caso da tanti punti di vista (poi ho insegnato loro di andare sul gemba: a capire un po' come nasceva il prodotto: nessuno c'era mai stato prima! Li ho invitati ad andare a vedere come veniva trattata la scheda: si sono messi le mani nei capelli.
Io ho chiesto loro di definire le precauzioni di manipolazione, di posizionamento durante il montaggio e anche del sistema di imballaggio che il fornitore (da solo senza loro specifiche!) aveva inventato per far arrivare le scatole di schede in azienda e risultato non del tutto consono a proteggere componenti delicati.
Per fortuna non c'erano componeti che si possono deteriorare (tipo i Cmos )se trattati da metalmeccanico, anzichè da elettronico!
Spero di essere stato utile in qualche cosa per voi (all'azienda certamente!) |
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Greenapple Nuova recluta del forum
Registrato: 26/02/13 09:57 Messaggi: 7
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Inviato: Gio Feb 28, 2013 8:55 am Oggetto: |
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Buongiorno a tutti e grazie per i commenti fin qui ricevuti.
Temo che la discussione si sia leggermente spostata rispetto a quello che è la mia convinzione ed il mio quesito iniziale, ossia, come scritto nel mio primo post: <<Credo che il focus principale dell'analisi Fmea (di design) applicata ad un circuito elettronico dovrebbe stare sul COME il circuito stesso viene meno alla sua missione (FAILURE MODE) a seguito di CAUSE legate ad errori di progettazione.>>
L'analisi della mortalità dei componenti, approfondita nella discussione con il Sig.Fagus, può essere, a mio modo di vedere, un approfondimento del DFmea della scheda elettronica.
Volendo schematizzare per punti l'approccio DFmea, direi che:
- 1° si dovrebbe analizzare il circuito elettronico nel suo insieme, alla ricerca delle possibili failure derivanti da errori di progettazione.
- Poi, come approfondimento dell'analisi, si possono analizzare le condizioni di lavoro dei componenti al fine di prevederne la mortalità (la qual cosa porterebbe anch'essa ad una perdita totale o parziale delle funzioni del circuito). _________________ Greenapple |
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2p71828 Qualità è precisione
Registrato: 31/10/08 17:43 Messaggi: 2750
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Inviato: Gio Feb 28, 2013 9:43 am Oggetto: |
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l'impressione è stata confermata ovvero non è una fmea di progetto al massimo è una verifica, tra l'altro parziale, del rispetto dei target dell'affidabilità.
1) La progettazione non viene data mai per perfetta e scevra da errori
2) la DFMEA deve tener conto anche delle condizioni/modi di utilizzo propri accidentali e impropri (questi ultimi ti servono per le precauzioni da mettere sul manuale in bella vista e sul prodotto finito).N.B. Certi usi impropri poi non possono essere evitati (bambino che infila le dita sulla ventola non protetta o che "assaggia" il case, spigoli taglienti del case) e vanno mitigati o impediti
3) anche le condizioni di manutenzione e in parte di assemblaggio devono essere tenute in considerazione
4) Una delle letture poi della DFMEA dovrebbe essere anche:
data una failure con delle possibili cause e la sua probabilità guardo se con i test di validazione (detection) sono in grado di verificarla;
se il rischio è elevato metto in cantiere dei test aggiuntivi (recomemded action)
5) premessa della DFMEA dovrebbe essere la specifica di prodotto che purtroppo è quasi sempre lacunosa e i limiti del progetto vengono determinati a "posteriori" dalla DFMEA stessa _________________ =fixed(exp(1);5)
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Greenapple Nuova recluta del forum
Registrato: 26/02/13 09:57 Messaggi: 7
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Inviato: Gio Feb 28, 2013 10:04 am Oggetto: |
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Sinceramente non mi sembra che le nostre posizioni siano così distanti.
Probabilmente, non conoscendo entrambi i processi aziendali dell'altro, ci può stare un'apparente divergenza di opinioni.
In merito alle sue osservazioni:
1- Concordo. Infatti è per questo motivo che si esegue l'Fmea.
2- Concordo.
3- Concordo. Nella mia azienda oltre al DFmea viene eseguito anche il PFmea sul processo di produzione.
4- Concordo. Tra l'altro direi che, seppur secondo diversi criteri e ambiti di analisi, è anche l'unica.
5- Concordo, anche se a mio parere ci sono anche altri documenti (lista delle caratteristiche speciali, Control Plan se PFmea, ecc.). _________________ Greenapple |
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2p71828 Qualità è precisione
Registrato: 31/10/08 17:43 Messaggi: 2750
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Inviato: Gio Feb 28, 2013 11:49 am Oggetto: |
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dal primo post sembrava diversamente, ma non fa niente. Probabile mio errore di interpretazione.
Per quanto riguarda il punto 3 sottolineerei solo, probabilmente ai soli lettori meno smaliziati, che alcuni aspetti del montaggio devono essere visti a livello di progetto e non di PFMEA. Se non lasci spazio per l'avvitatore o prevedi il passaggio attraverso fori di diametro minore del particolare da far passare, lo devi vedere subito
punto 4 in parte sembri contraddirti, perchè, come tu ricordasti pocanzi, potresti anche dover correggere la progettazione o limitare il campo di utilizzo del prodotto
punto 5 potremmo precisare che la genesi di un prodotto dovrebbe essere:
Specifica di prodotto -> progettazione -> DFMEA che verifica che la progettazione abbia soddisfatto i vincoli della specifica e per determinare le prove di validazione
in parallelo o in sequenza progettazione della linea ->PFMEA per verificare il rispetto della specifica e dei target produttivi.
unendo PFMEA+DFMEA -> determinazione delle prove di validazione del prodotto-processo e dei control plan di produzione etc.
Ovviamente il tutto condito di loop, riunioni, ritardi, bestemmie etc _________________ =fixed(exp(1);5)
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Fagus Forumista di Alta Qualità
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Registrato: 17/05/11 13:04 Messaggi: 767
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Inviato: Mer Mar 06, 2013 5:26 pm Oggetto: |
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Greenapple ha scritto: | L'analisi della mortalità dei componenti, approfondita nella discussione con il Sig.Fagus |
In veneto diciamo "El sior lè en leto che el dorme". Greenapple diamoci del tu...
Ci sono tante osservazioni.
Paolo mette bene in evidenza come tanti danni sui componenti possano avvenire con tempi non facilmente stimabili se le schede sono manipolate in maniera errota. La protezione ESD senza arrivare a creare aree EPA, sono largamente non applicate. I danni si possono avere a breve e brevissimo termine; anche alcuni guasti ai conponenti rilevati al collaudo possono derivare benissimo dalla non applicazione delle protezioni ESD nelle fasi di lavorazione precedenti.
Concordo anche con 2p per quanto riguarda l'ingegnerizzazione del prodotto e del processo produttivo.
Per esperienza dico che in ambito elettronico i progettisti sono molto orientati alla conformità funzionale e solo a posteriori valutano gli altri aspetti. Con i colleghi sto cercando di ribaltare un po' questa visione limitata.
Come scrive del resto 2p, che non di rado i requisiti di ingresso sono lacunosi nel definire limiti di fidatezza e manutenibilità del prodotto che si va a progettare. Del resto chi commissiona l'elettronica spesso ha la visione del funzionale e non sempre è disposto a farsi carico di oneri di progetto che vanno oltre questa visione. _________________ Agostino |
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