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Teste de hardware no SIBUR

As expectativas nem sempre correspondem à realidade. Infelizmente. E se outra inconsistência na vida pode se tornar motivo de um sorriso triste, criando um novo memechik ou lançando um backup às pressas, então, na esfera industrial, tudo é um pouco diferente.

Se algum pedaço de ferro que você fabricou e começou a usar na instalação não atende às expectativas, as consequências podem ser diferentes. Por exemplo, um smartphone, que (de acordo com o fabricante) é declarado funcionando em -40, desliga após alguns minutos nesses mesmos -40.

Portanto, o ferro próprio, que é do fornecedor, deve ser exaustivamente testado e cuidadosamente. É mais conveniente fazer isso em um laboratório especial.



Meu nome é Justina, sou engenheiro na Indústria 4.0. Juntamente com o proprietário do produto IIoT, Vasily Yezhov, formamos a equipe de desenvolvimento de hardware da SIBUR. Já escrevemos que, no final de 2017, o processo de digitalização começou na SIBUR, que continua até hoje. Nós, como muitas outras empresas no mercado, percebemos que agora poucos produtos ficam sem o uso integrado de hardware e software - para um bom resultado, é necessário que ambas as partes funcionem com eficiência. Aqui, como nos smartphones e laptops, se o eixo estiver em harmonia com o hardware, você será feliz. Se não, bem, você entendeu.

No nosso caso, a situação é muito complicada pelas condições climáticas: quase todos os dispositivos nas instalações de produção da SIBUR estão localizados em instalações abertas e devem suportar temperaturas verdadeiramente árticas. Portanto, todo o equipamento usado em nossos projetos de digitalização deve passar por testes bastante rigorosos antes de estar em campo.

Criamos nosso próprio laboratório no qual testamos nossos próprios desenvolvimentos e produtos de fornecedores. Por que você decidiu fazer o seu próprio e não alugar? Porque pagar laboratórios contratados ou alugar instalações de centros de pesquisa é muito caro, pois a maioria dos testes é bastante longa. Não é uma história em que você solta prontamente um pacote de módulos para um teste, eles são levados por meia hora, confirmam o TTX declarado pelo fabricante e devolvem a você. Por exemplo, podemos realizar testes climáticos por vários dias seguidos, às vezes até várias semanas, para garantir que o equipamento suporte a operação em condições climáticas severas.

Acabou sendo mais lucrativo criar seu próprio laboratório no centro de pesquisa PolyLab em Skolkovo, onde a SIBUR desenvolve e testa produtos poliméricos. Já havia uma sala de laboratório e câmaras de calor adequadas para testar o ferro. Acabamos de comprar o equipamento de teste que faltava (incluindo as novas câmaras de calor, aquelas que eram, não se encaixavam no clima) e começamos a trabalhar.



O que e como testamos


Primeiro, os desenvolvimentos da SIBUR: sensores de temperatura e vibração à prova de explosão, sinalizadores bluetooth. Em geral, os sensores à prova de explosão são o nosso hobby, garantidos para suportar baixas temperaturas de até -56 graus Celsius. Em segundo lugar, dispositivos de fornecedores. São os smartphones que passam nos testes climáticos mais longos, porque precisamos garantir que os funcionários possam andar com eles em diferentes condições e que não parem de trabalhar no momento mais crucial. E terceiro, todos os outros sensores de fornecedores, com e sem proteção contra explosão.



Em nosso laboratório, testamos apenas propriedades do consumidor: realizamos testes climáticos, testes de resistência e vibração e outros testes especiais. Anteriormente, também fomos aos contratados para testar a bancada de testes de vibração, mas recentemente montamos a nossa em Tobolsk, mais próxima das fábricas. Quando desenvolvemos o dispositivo a partir do zero (nós mesmos ou com a ajuda de prestadores de serviços), após passarmos por todos os testes internos, ele é enviado a um laboratório de terceiros para um teste de proteção contra explosão - nós mesmos não temos o direito de realizar esses testes sem um certificado apropriado.

Mas testar em geral já é, em geral, o estágio final. Primeiro, vamos à produção para o nosso cliente interno, ver onde o equipamento será usado, em quais condições, quais requisitos ele deve atender. Em seguida, decidimos sobre o fornecedor: se nós mesmos o faremos, redigir uma declaração de trabalho e entregá-la aos contratados ou pedir o produto acabado aos fornecedores.

Além disso, os processos são ligeiramente diferentes, mas, independentemente do fornecedor selecionado, mudamos todos os requisitos que foram determinados no primeiro estágio para o programa e a metodologia de teste, segundo os quais testamos o ferro acabado. Para cada tipo de dispositivo, temos um programa separado, do qual a duração e os parâmetros do teste geralmente dependem.

Pedido de fornecedores


Cada programa e procedimento de teste que elaboramos para o equipamento dos fornecedores é enviado a eles para aprovação. O fornecedor deve confirmar que nos permite executar a amostra fornecida de acordo com nossa metodologia. Se o fornecedor concordar, os testes começam. Se o fornecedor declara, digamos, a resistência ao gelo do smartphone, mas se opõe a ser testado no frio, esta é uma ocasião para tirar uma conclusão bastante inequívoca.

Às vezes compramos alguns sensores semi-domésticos, geralmente feitos para serviços de habitação e comunitários ou, por exemplo, agricultura. O ciclo de testes mais longo foi com smartphones. Afinal, com sensores prontos, como: se queremos testá-los, no mercado, como regra, existem apenas 2-3 modelos de um sensor específico. Mas os smartphones precisam verificar por um longo tempo. Para cada nova iteração dos testes (com o aplicativo de carregamento em -40, com o alvo em -40, em -20, em +40), cada um dos smartphones testados deve ser recarregado até 100% novamente. Muitas vezes, alguém vem correndo e traz vários outros dispositivos depois de testar o pacote principal, e precisamos testá-los.



Nós os executamos com software diferente. Isso inclui pelo menos o software de destino com o qual o telefone será usado (para smartphones - um aplicativo proprietário do MTOiR, manutenção e reparo móveis), além de aplicativos especiais de suporte de carga que testam vários nós do smartphone. Com todo esse kit, enviamos o dispositivo para a câmara de calor e observamos como essa carga passa a baixas temperaturas.

Uma iteração leva em média 6 dias. Em seguida, preparamos um relatório de teste e o enviamos ao cliente. Demora mais um dia e, em seguida, o tempo total total do teste é de 7 dias úteis. Se levarmos em consideração o tempo de preparação dos testes (instalação do software, elaboração do programa e métodos de teste, coordenação com o cliente), o resultado será de aproximadamente três semanas. Com os sensores, o processo é mais rápido, porque não há necessidade de esperar uma descarga completa, como é o caso dos smartphones - a bateria do sensor é projetada, em média, por 5 anos de operação. Se você testar esse parâmetro também, os testes poderão demorar um pouco mais.

Em nossa prática, há casos em que o fornecedor afirma que smartphones ou sensores suportam temperaturas de até -40 e, a -20, eles foram desligados. Alguns modelos com o mesmo -40 trabalham menos de uma hora. Embora não seja necessário trabalhar em -40 durante todo o turno, como uma pessoa não fica a essa temperatura na rua por tanto tempo, mas deve-se manter pelo menos 1 hora para concluir as tarefas necessárias.

Existem discrepâncias semelhantes com smartphones e sensores domésticos. O motivo é geralmente geral: os desenvolvedores declaram as características de todo o dispositivo pelos componentes que foram usados ​​em sua fabricação: chips, diodos, capacitores e o restante. Eles examinam as folhas de dados, observam que os componentes suportam temperaturas de até -40 e escrevem que o sensor como um todo funcionará nessas temperaturas. Mas eles esquecem que a baixas temperaturas as características dos elementos constituintes mudam significativamente e podem surgir problemas com a conectividade desses elementos.

Até encontramos esse problema em nossos próprios desenvolvimentos: a maneira como os componentes funcionam a 0 graus ou com geadas leves é muito diferente do trabalho dos mesmos componentes em -40 e abaixo. Este ponto deve ser levado em consideração ao desenvolver circuitos e ao escrever firmware e ao depurar um dispositivo.

Desenvolvimento e empreiteiros próprios


Não importa se fabricamos o dispositivo dentro da SIBUR ou transferimos a tarefa para os contratados, o processo de desenvolvimento é aproximadamente o mesmo: desenvolvimento do cliente, redação de especificações técnicas, seleção de uma equipe de desenvolvimento (por meio de licitações ou seleção interna). E então, junto com os desenvolvedores, trabalhamos no produto. Do nosso lado, definimos o conceito do dispositivo: suas características, componentes, materiais, aparência. E o desenvolvedor já está fazendo circuitos, escrevendo o firmware e participando conosco dos testes de aceitação. Quem se importa com a necessidade de custdev de alta qualidade, escreveu Vasily aqui .

Na maioria das vezes, os testes de aceitação são realizados em nosso laboratório. Às vezes, se não temos nenhum equipamento específico, ainda pagamos e vamos a laboratórios de terceiros. Mas, lentamente, tudo caminha para fechar completamente o ciclo: há cada vez mais pedidos de desenvolvimento; portanto, a necessidade de equipamentos mais especializados está aumentando, e estamos comprando.

Quando o circuito passa em nossos testes internos e percebemos que está em conformidade com os pontos do programa e procedimento de teste, enviamos para certificação para proteção contra explosão. Para fazer isso, envie um conjunto completo de documentação de design. Se você fizer o oposto - primeiro envie o teste para proteção contra explosão e, em seguida, realize testes internos - é provável que o circuito não passe no nosso teste e precisará ser alterado e depois certificado novamente.

Após a etapa de certificação, organizamos novamente testes de aceitação, mas desta vez também convidamos um cliente funcional da produção. E se o teste for bem-sucedido, o equipamento vai para a produção.

Não chegamos imediatamente a um esquema de trabalho simplificado. Quando eles fabricaram seu primeiro sensor à prova de explosão, uma equipe de desenvolvedores e uma delegação de metrologistas da fábrica foram convidados para o primeiro teste interno no laboratório então alugado.

Obviamente, a primeira panqueca acabou sendo irregular: todos os observadores que reunimos cuidadosamente testemunharam um pouco de vergonha - o pedaço de ferro não passou no teste. Mas essa história nos ajudou a melhorar os processos, porque quem quer ficar de novo e corar diante de uma delegação desse tipo.

Planos futuros


Há cada vez mais pedidos para o desenvolvimento de hardware. Isso se deve à mesma digitalização na produção - tudo está caminhando para diagnósticos preditivos, otimização de processos com base em dados. A mesma abordagem orientada a dados de que todo mundo está falando. Muitas pessoas precisam de tipos específicos de sensores, que simplesmente não existem no mercado - eles precisam inventar eles mesmos.

Havia uma necessidade de sensores de vibração. Mesmo não tão internas na SIBUR quanto externas, muitas empresas, incluindo metalúrgicas, estão entrando em contato conosco. Existem também muitos pedidos para analisadores espectrais de gás. Agora, estamos avaliando quão eficiente é do ponto de vista econômico e, se os custos de desenvolvimento e produção forem justificados, organizaremos um laboratório adicional especificamente para testar analisadores de gás. Sob esses projetos, provavelmente expandiremos não apenas o laboratório, mas também a equipe ( aqui está uma vaga para o desenvolvedor de front-end IoT ).

E um pouco sobre as pessoas. Não dividimos os engenheiros entre aqueles que escrevem TK e aqueles que realizam testes. Muitas vezes, as empresas têm duas (no máximo) pessoas diferentes, uma coleta informações, a outra escreve TK, a terceira testa. Temos todo o processo de desenvolvimento do começo ao fim, supervisiona uma pessoa. Ele se comunica com futuros usuários, descobre suas necessidades e, com base neles, elabora uma tarefa técnica e a testa. Essa integridade do processo permite obter um resultado conectado e de alta qualidade.

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