Affidabilità industriale: progettare secondo logiche di testabilità

La testabilità è la capacità intrinseca di un apparato che identifica quanto “facilmente” ed “accuratamente” sia possibile diagnosticare i suoi guasti. Mediante tale analisi si quantifica, in termini percentuali, la capacità di rilevamento guasti da parte dei sistemi di test definiti in inglese “Built In Test Equipment (BITE)” implementati sulle unità che compongono il sistema. Gioca un ruolo fondamentale nell’affidabilità industriale.

La testabilità è quindi una caratteristica progettuale che consente di determinare con sicurezza lo stato del prodotto in modo tempestivo. Affronta la misura in cui un prodotto supporta la rilevazione del guasto, che è un processo che scopre l’esistenza di guasti, e l’isolamento del guasto, che è un processo che identifica una o più unità sostituibili in cui i guasti possono essere individuati con certezza, facilmente ed in maniera economicamente vantaggiosa.

L’analisi di testabilità consente di valutare i vari aspetti qualitativi e quantitativi di verificabilità del prodotto, tra cui la probabilità di rilevazione del guasto, la copertura del test, la risoluzione con l’isolamento del guasto e la probabilità di falso allarme che consiste nell’indicazione di un errore in cui non esiste alcun errore, ad esempio l’errore dell’operatore o la carenza del segnale di test.

Perché è stata inserita l’analisi di testabilità in fase di progettazione dei prodotti complessi?

La necessità di analisi di testabilità può essere richiesta dai requisiti del prodotto come la dichiarazione del lavoro, le specifiche di prestazione oppure è richiesto di aumentare la rilevazione del guasto e I’isolamento di esso ed anche per ridurre i tempi di riparazione del personale addetto alla manutenzione.

Alcuni requisiti comuni risiedono nella realizzazione di un prodotto in grado di rilevare una certa percentuale di guasti durante i diversi tipi di test, di isolare i guasti su un certo numero di unità di riparazione che compongono il prodotto. Un esempio è una scheda modulare progettata per essere sostituita in un’officina. L’esecuzione di un’analisi di testabilità soddisferà la necessità che il prodotto soddisfi i requisiti di BIT e/o di autotest ed anche le componenti non coperte dal test. La progettazione dei prodotti, il test di funzionamento o la combinazione dei due possono essere migliorati mediante le capacità diagnostiche di autotest per rilevare e segnalare più guasti, garantendo lo sviluppo di un prodotto migliore.

Gli approcci di test integrati offrono quindi delle opportunità significative per ridurre il costo complessivo del collaudo sia in fabbrica che sul campo. Il test integrato, le funzionalità dei nuovi progetti riducono i costi di integrazione del sistema, l’assistenza sul campo ed i costi di test e riparazione del circuito stampato durante la fornitura dei clienti con maggiore disponibilità del sistema (tempo di attività).

I personal computer ad esempio, non sono stati i primi sistemi elettronici a includere funzionalità di test integrate, ma sono sicuramente di uso comune. L’utente infatti, si sente sicuro nell’utizzo del computer grazie ai test che appaiono all’accensione ad esempio 64KB OK, 128KB OK che assicurano all’utente che la macchina stia realmente verificando la sua memoria e non stampi solo dei messaggi.

Il test integrato è quindi visto come una caratteristica che i clienti ritengono sicuramente utile all’interno di un prodotto come valore aggiunto all’affidabilità del suo corretto funzionamento piuttosto che essere denotato come un peso o un appesantimento. Generalmente il test integrato costituisce l’1% del hardware e migliora le sue caratteristiche effettive, avvantaggiando i clienti nel miglior acquisto ed incrementando il valore del prodotto sul mercato.

Affidabilità industriale: le alternative dei test integrati

Esistono diverse alternative alle implementazioni dei test integrati in funzione dalla struttura effettiva del sistema da testare e dagli obiettivi identificati per l’hardware ed il software dei test integrati. Gli approcci dei test integrati più comuni sono:

• test integrato locale centralizzato;
• test integrato locale distribuito;
• test integrato per la diagnostica remota;
• test integrato del modulo sostituibile sul campo;
• test integrato per l’isolamento dei guasti a livello di scheda;
• una combinazione di quanto sopra.

L’implementazione più diffusa è la combinazione dei diversi test integrati dato che in genere ogni elemento del sistema a cui devono essere installate le unità di test ha la sua particolarità ed i suoi vincoli. A volte il BIT è anche chiamato: test integrato d’attrezzatura (BITE) ed alcune organizzazioni distinguono le due nomenclature quindi conviene definire i termini specifici della propria organizzazione quando si discute di BIT e BITE (oltre all’autotest integrato o BIST).

Quando eseguire l’analisi di testabilità?

L’esecuzione di un’analisi di testabilità, detta anche di verificabilità deve essere progettata e condotta all’inizio di un programma in modo che i miglioramenti o le aggiunte all’hardware, ai test o alle procedure di BIT possano essere incorporate nel progetto. È importante che il gruppo di sviluppo del prodotto, inclusi gli ingegneri progettisti, gli ingegneri di test, il personale di manutenzione, l’ingegneria specializzata e altri organismi chiave interessati, fornisca supporto durante tutto il processo. Il processo di analisi della testabilità infatti, non solo soddisferà i requisiti del programma ma realizzerà anche un prodotto altamente manutenibile.

A cura di Rossella Miele