Appunti System reliability, dependability and safety - parte 5

Prove di laboratorio

Prove di conformità

Le prove di conformità servono per verificare se il prodotto rispetta determinati requisiti o

specifiche. Possono essere controlli di produzione o collaudi.

Prove di qualifica

Le prove di qualifica sono permettono:

- Di sottoporre apparecchiature, in configurazione finale, a funzionamento in condizioni

nominali limite.

- Di e?ettuare confronti qualitatitivi tra dispositivi dello stesso tipo ma di origine

di?erente, ossia proveniente da linee di produzioni o costruttori diversi.

Condizioni fondamentali:

- I dati quantitativi messi a confronto siano ottenuti da prove dello stesso tipo

- Le metodologie applicate assicurino una su?iciente riproducibilità (ciclo di prova)

Una prova di laboratorio deve simulare, nel modo più aderente possibile, le diverse situazioni

di impiego. Le specifiche di un ciclo di prova possono essere diverse anche per uno stesso

sistema. Il problema è la grande variabilità delle simulazioni e delle relative durate. Maggiore

è il grado di simulazione, maggiore è la complessità della prova, maggiore è anche il costo.

Fasi della prova:

- Assestamento preliminare, destinato a portare il dispositivo in esame in prestabilite

condizioni iniziali di riferimento.

- Controlli e misure iniziali, necessari per determinare i parametri caratteristici del

dispositivo prima dell’applicazione della prova.

- Trattamento, fase principale durante la quale il dispositivo viene sottoposto alla

sollecitazione (o più di una) tipica della prova considerata.

- Riassestamento, destinato a stabilizzare le caratteristiche del dispositivo dopo la

prova.

- Controlli e misure finali, da cui si ricavano i dati da confrontare con quelli fatti nelle

misure iniziali, per determinare gli e?etti della sollecitazione.

Esempio di prova termica caldo secco I primi 5 minuti sono la connessione

del dispositivo all’alimentazione e la

misurazione dei parametri. Poi viene

incrementata la temperatura di

1°/min, si passa dal 10% al 90% del

valore finale.

Il tempo di trattamento è 5 ore. Poi si

ha il tempo di discesa, si diminuisce la

temperatura di 1°C/min. L’ultima fase

è il riassestamento, che dura 5 minuti,

in cui si misurano di nuovo i parametri

selezionati.

La cosa di?icile è capire quanto stressare il dispositivo. Nelle prove è infatti necessario

definire il grado di severità da attuare nella fase di trattamento, ciascuno dei quali è

caratterizzato da specifici valori della sollecitazione considerata e da prestabilite durate di

applicazione. È importante rispettare i limiti funzionali.

Le prove possono essere:

- Combinate: prove nelle quali un dispositivo è sottoposto contemporaneamente a due

o più sollecitazioni

- Composite: prove in cui due o più sollecitazioni vengono applicate in stretta

successione (caldo-freddo)

- Sequenza di prove: l’esposizione di un dispositivo a due o più prove consecutive.

Stesura di un piano di prove:

1. Suddivisione della vita utile del sistema in attività distinte, in base ai diversi periodi

del suo funzionamento.

2. Individuazione delle sollecitazioni, operative e ambientali, associabili a ciascuna

attività del sistema e valutazione per ognuna di esse del livello di severità applicabile.

3. Verifica dell’esistenza di combinazioni tra sollecitazioni diverse.

4. Scelta della durata di un ciclo di prova, deve essere su?icientemente lunga per

consentire la stabilizzazione di tutte le grandezze.

Prove ambientali IEC 60068

à

Le prove ambientali sono destinate a dimostrare che un oggetto in prova è capace di

sopravvivere e di funzionare in condizioni ambientali specificate, o simulando le condizioni

reali dell’ambiente o riproducendone gli e?etti.

La IEC 60068 contiene:

- Informazioni fondamentali sulle procedure di prove ambientali e sulle loro severità

- Informazioni sulle condizioni atmosferiche da adottare per le misure, le prove

particolari o per gruppi di prove.

Le prove ambientali sono raggruppate a seconda della loro natura e della loro finalità; ogni

gruppo è contraddistinto da una lettera.

La guida IEC 60068 si limita ad enumerare gli aspetti essenziali da prendere in

considerazione, non viene data una regola valida tutti i casi per tutti i prodotti che permette di

collegare le condizioni di prova alle condizioni ambientali reali.

Le di?icoltà sono:

- La scelta della severità di una prova o anche, in parte, la scelta della prova stessa

corrispondente ad una data sollecitazione ambientale.

- In alcuni casi si possono scegliere combinazioni diverse di parametri ambientali,

purché le informazioni così ottenute siano così chiaramente migliori di quelle ottenibili

da una sequenza di prove.

- Le prove sono definite da parametri di prova, tuttavia in alcuni casi è necessario

specificare anche l’apparecchiatura di prova.

Le prove di a6idabilità

Le prove di a?idabilità riguardano la seconda zona della curva a vasca da bagno, cioè il

periodo di vita utile, infatti, per testare l’a?idabilità si vuole ricreare il più possibile l’ambiente

operativo.

Prove di aHidabilità in laboratorio

Sono prove di verifica o di determinazione dell’a?idabilità e?ettuate in condizioni di

funzionamento e ambientali prescritte e controllate che possono o no simulare le condizioni

di campo.

Hanno come vantaggio che le condizioni di prova possono essere definite e controllate,

dando risultati riproducibili e paragonabili, e permettono di controllare meglio le condizioni

limite di utilizzo. Le condizioni sono più controllate, ma ciò comporta più costi.

Prove di aHidabilità in campo

Sono prove di verifica o di determinazione dell’a?idabilità e?ettuata in campo, dove vengono

registrate le condizioni di funzionamento, ambientali, di manutenzione.

In alcuni casi i risultati di queste prove sono più realistici con esigenze minori in termini di

mezzi di prova. Per cui il costo diretto di una prova può spesso essere meno elevato di quello

di una corrispondente prova di laboratorio.

Hanno come svantaggio che le condizioni al contorno non sono strettamente controllate e la

riproducibilità è generalmente meno buona rispetto a quella di una prova in laboratorio.

Popolazione e campionatura dei dispositivi in prova

Va definito il campione, lo standard dice come selezionare i campioni e quanti selezionarli.

La prova di a?idabilità dell’apparecchiatura si può applicare a ciascuno dei casi seguenti:

- Modelli di sviluppo o prototipi

- Lotto di pre-serie

- Lotto o lotti di produzione

La popolazione deve essere omogenea.

Distribuzioni della variabile casuale di aHidabilità

- Variabile casuale continua: tempo al guasto o tra i guasti con distribuzione continua di

tipo esponenziale, normale o di Weibull.

- Variabile casuale discreta: numero di guasti o di pezzi guasti con distribuzione discreta

di tipo binomiale.

Prove accelerate

Prova accelerata: prova nella quale l’intensità della sollecitazione applicata è scelta in modo

da eccedere quella stabilita dalle condizioni di riferimento, allo scopo di ridurre il tempo

necessario per osservare l’e?etto della sollecitazione in oggetto, oppure di accentuare questo

e?etto in un dato tempo. [UNI 8000]

Una prova di vita accelerata è una prova in cu