۱. مقدمه
صنایع وابسته به سامانههای کنترل، اسکادا و PLC بهطور گسترده از بردهای الکترونیکی تخصصی استفاده میکنند. در شرایط تحریم، تأمین این تجهیزات با افزایش هزینه، تأخیر زمانی و ریسک توقف تولید همراه است. از منظر اقتصاد مهندسی، کاهش وابستگی از طریق افزایش قابلیت تعمیر، نگهداری و بازتولید داخلی، بهعنوان یک راهبرد پایدار مطرح میشود.
از منظر اقتصاد مهندسی، کاهش وابستگی از طریق افزایش قابلیت تعمیر، نگهداری و بازتولید داخلی، بهعنوان یک راهبرد پایدار مطرح میشود.
رویکرد نگهداری مبتنی بر قابلیت اطمینان[i] (RCM) نیز بر تحلیل کارکرد و پیامد خرابی تأکید دارد و چارچوبی علمی برای تصمیمگیری فراهم میکند[1].
۲. راهبرد نخست: تعمیرات تخصصی بردهای الکترونیکی
پس از اعمال الزامات پیشگیرانه و اطمینان از بهرهبرداری در محدودهی عملیاتی مجاز[ii] حرارتی و الکتریکی، مهمترین عامل ازکارافتادگی بردها، فرسودگی اجزاء است. مدلهای پیشبینی قابلیت اطمینان نشان میدهند که نرخ خرابی قطعات تابعی از تنش حرارتی، رطوبت و سیکلهای کاری است .[2]
بهعنوان نمونه، خازنهای الکترولیتی تحت تأثیر دما و ریپل جریان دارای عمر محدود هستند که در استانداردهای قابلیت اطمینان تجهیزات الکترونیکی به آن اشاره شده است.]2[ در چنین شرایطی، اتکای صرف به تعویض کامل ماژول یا کنترلکننده، منجر به افزایش هزینهی ارزی و وابستگی خارجی خواهد شد. نیاز است برای کاهش تبعات مالی، یک کارگاه مجهز به تجهیزات تعمیرات بردها و نیز چند نفر از کارکنان فنی متبحر، تربیتشده و آموزشدیده برای این مسئله در اختیار سازمان باشد. ایجاد کارگاه مجهز به تجهیزات عیبیابی سطح برد مانند طیف سنجها، LCRمتر[iii]، منبع تغذیه با محدودکنندهی جریان، هیتر هوای گرم، دستگاه ریبال BGA [iv] و میکروسکوپ صنعتی، امکان بازیابی ماژولهای معیوب را فراهم میکند. همچنین تحلیل سلامت الکترونیک و مدیریت چرخهی عمر قطعات در چارچوب رویکرد [v]PHM مطرح شده است.[3]
رعایت معیارهای پذیرش مونتاژ و تعمیر مطابق استاندارد IPC-A-610 و IPC-J-STD-001 نیز برای تضمین کیفیت تعمیرات ضروری است.]4[
۳. راهبرد دوم: تحول در نگهداری سامانههای اتوماسیون
نگهداری سنتی پاسخگوی مشکلات نگهداری و تعمیرات سامانههای کنترل در شرایط کنونی کشور نیست. در این چارچوب، لازم است PMها[vi] از نظافت ظاهری و آچارکشیها و بازبینیهای وضعیت سامانهی اتوماسیون به اورهال سالانه یا دو سالانه یا چندساله، فراتر رفته و به سطح تحلیل فنی داخلی تجهیزات ارتقاء یابند.
نگهداری سنتی پاسخگوی مشکلات نگهداری و تعمیرات سامانههای کنترل در شرایط کنونی کشور نیست. در این چارچوب، لازم است PMها[vi] از نظافت ظاهری و آچارکشیها و بازبینیهای وضعیت سامانهی اتوماسیون به اورهال سالانه یا دو سالانه یا چندساله، فراتر رفته و به سطح تحلیل فنی داخلی تجهیزات ارتقاء یابند.
به بیان دقیقتر، برنامههای نگهداری باید شامل بازدید وضعیت داخلی قطعات نیز باشد؛ از جمله:
- بازبینی ظاهری بردها از نظر تغییر رنگ حرارتی، ترکهای لحیم، تورم خازنها و آثار قوس الکتریکی؛
- اندازهگیری دما در قسمتهای حساس نظیر رگولاتورها، IGBTها، درایورها و منابع تغذیه؛
- سنجش میزان رطوبت و ارزیابی تهویه حرارتی مناسب تابلوها؛
- نظافت بردها از وجود گردوغبار، آلودگیهای صنعتی، نشتی و روغن احتمالی؛
- بازبینی عایقها، پدهای سیلیکونی، هیتسینکها و وضعیت اتصال حرارتی قطعات قدرت؛
- و در صورت لزوم تعویض قطعات احتمالاً دارای ایراد، بیکیفیت یا ناکارآمد.
این موارد از جمله اقداماتی است که در دورهی اورهال میتواند مورد توجه قرار گیرد و بهصورت نظاممند در چکلیستهای نگهداری درج شود.
چنین تحولی در نگهداری، عملاً گذار از PM تقویمی به سمت نگهداری مبتنی بر وضعیت و تحلیل ریسک را رقم میزند. نتیجهی این تغییر رویکرد، افزایش MTBF، کاهش خرابی ناگهانی بردهای کنترلی، و جلوگیری از تحمیل هزینههای سنگین ارزی ناشی از تعویض کامل ماژولهای اتوماسیون خواهد بود. در نهایت، نگهداری بردمحور نهتنها یک اقدام فنی، بلکه یک سیاست اقتصادی هوشمندانه در مدیریت داراییهای اتوماسیون صنعتی محسوب میشود.
نگهداری بردمحور نهتنها یک اقدام فنی، بلکه یک سیاست اقتصادی هوشمندانه در مدیریت داراییهای اتوماسیون صنعتی محسوب میشود.
۴. بازمهندسی و بهینهسازی تأمین قطعات
در پروژههای حساس، مهندسی معکوس بردها با هدف استخراج ساختار سختافزاری، BOM [vii]و تحلیل لایههای PCB، میتواند زمینهی تولید داخلی یا بازطراحی را فراهم کند. در این فرآیند توجه به رعایت استانداردهای مختلف در تولید برد نظیر استانداردهای زیستمحیطی مانند RoHS الزامی است.[5]
همچنین انطباق با استانداردهای مونتاژ و کیفیت برد مطابق IPC-A-610 نیز ضروری است.]4[ با این حال، تحلیل هزینه–زمان نشان میدهد که در برخی موارد، ساخت کامل برد مقرونبهصرفه نیست و باید از راهبرد تأمین قطعهی جایگزین با ارزیابی فنی و شبیهسازی تطابق استفاده کرد. پیشبینی نرخ خرابی و تحلیل قابلیت اطمینان قطعهی جدید در این تصمیمگیری نقش کلیدی دارد.[2]
۵. الزامات سازمانی و مدیریتی
پیادهسازی این رویکرد مستلزم تشکیل تیم تخصصی تعمیرات، ایجاد بانک اطلاعات خرابیها، استقرار نظام مستندسازی فنی و آموزش کارکنان است. توسعهی فرهنگ نگهداری مبتنی بر تحلیل داده و سلامت عملکرد برد الکترونیکی، مطابق چارچوب PHM، موجب افزایش تابآوری سازمان خواهد شد.[3]
نتیجهگیری
اتکا به توان داخلی در حوزهی کنترلکنندهها و اتوماسیون صنعتی، صرفاً یک راهکار مقابله با تحریم نیست، بلکه رویکردی راهبردی برای توسعهی دانش فنی و افزایش قابلیت اطمینان سامانههای صنعتی است.
اتکا به توان داخلی در حوزهی کنترلکنندهها و اتوماسیون صنعتی، صرفاً یک راهکار مقابله با تحریم نیست، بلکه رویکردی راهبردی برای توسعهی دانش فنی و افزایش قابلیت اطمینان سامانههای صنعتی است.
ترکیب تعمیرات تخصصی، نگهداری مبتنی بر قابلیت اطمینان و بازمهندسی هدفمند، موجب کاهش هزینهی چرخهی عمر تجهیزات، صرفهجویی ارزی و ارتقای سرمایه دانشی سازمان خواهد شد. [1] [3]
مراجع
[1] Moubray, J. (1997). Reliability-Centered Maintenance (RCM II).
[2] MIL-HDBK-217F – Reliability Prediction of Electronic Equipment
[3] Pecht, M. (2014). Prognostics and Health Management of Electronics
[4] IPC-A-610 – Acceptability of Electronic Assemblies
[5] Directive 2011/65/EU (RoHS)
[i] Reliability-Centered Maintenance
[ii] Derating
[iii] Inductance–Capacitance–Resistance Meter
[iv] Ball Grid Array
[v] Prognostics and Health Management
[vi] Preventive maintenance
[vii] Bill Of Material
