OPTIMAL PRODUKTLYD

GØR PRODUKTERNE BEDRE

side 4-5

Reliability Management

MAR

TS 20

19

Nyt fra sekretariatet

Vi er i gang med 2019 efter et veloverstået SPM-år med store begivenheder og medlemsfremgang. SPM-foreningen står med en stærk medlemsbase og en sund økonomi.

NY STRATEGI 2019-2023

2018 markerede afslutningen på den seneste strategiperiode. På SPM’s generalforsamling blev der gjort status for alle de aktiviteter, som strategien succesfuldt fik implementeret i perioden, herunder bl.a. Masterclass, styrkede relationer internationalt og til videnmiljøer samt medlemsfremgang.Strategi 2019-2023, som blev fremlagt på generalforsamlingen, er således en evolution på de gjorte erfaringer. I den kommende periode vil der især være fokus på kvaliteten i og omkring erfa-grupperne og på at skabe bredere og dybere relationer fra SPM til medlemsvirksomhederne - nye som gamle.

NY BESTYRELSE

På generalforsamlingen var der genvalg til den nuværende bestyrelse og nyvalg til Erik Schmidt Christensen, Terma A/S, der træder ind i stedet for Tommy Vestermark.

NYE VEDTÆGTER

Bestyrelsen fremlagde forslag til nye vedtægter på generalforsamlingen, og disse blev vedtaget på en ekstraordinær generalforsamling i marts. De nye vedtægter er opdateret i forhold til tidspunktet for afholdelse af generalforsamling samt for at afspejle SPM’s virke for pålidelighed i elektromekaniske produkter og systemer.

NYT I 2019

I år vil der igen være nye tiltag som følge af strategien. Vi vil bl.a. styrke den eksterne kommunikation og genbesøge medlemskommunikationen via LinkedIn. Endvidere vil der blive en ny Masterclass V.

Velkommen til et spændende 2019 i SPM.

Susanne Otto og Thomas Bech Hansen

De 5 nyeste SPM-rapporterSPM-182: PRODUCT MISSION PROFILING – PRACTICAL EXAMPLES OF MISSION PROFILES AND DERIVED TESTS

This report is a guide to mission profile process tool from which product requirements accelerated life testing and other relevant tests can be derived as well as serve as input to the development process. Further, the process is demonstrated by practical cases.Susanne Otto og Kim A. Schmidt, DELTA, august 2016.

SPM-181: PRACTICALLY APPLICABLE RELIABILITY TOOLS – A GUIDE WITH PRACTICAL CASES

This report is a guide to reliability tools related to different phases of a product’s life from the development phase to the field operation phase. It has the form of a handbook enabling the reader to get an overview of reliability tools in a few pages. A number of practical cases of tool application are described.Susanne Otto, Kim A. Schmidt og Jørn Johansen, DELTA, juni 2013.

SPM-180: RELIABLE PRODUCTS – SPECIFICATION AND VALIDATION OF CRITICAL PRODUCT PARTS

This report provides guidance on specifying and validating critical product parts emphasizing reliability requirements and aspects. It is intended for situations, where the product part is bought off-the-shelf or where its development is outsourced. Leif Christiansen, Kim A. Schmidt og Henrik Funding Ravn, DELTA, april 2011.

SPM-179: ACCELERATION FACTORS AND ACCELERATED LIFE TESTING - A GUIDE BASED ON PRACTICAL EXPERIENCES

This report describes the basic concepts of acceleration factors,

acceleration models and accelerated life testing, as they apply to electromechanical products. A number of practical examples and recommendations are given as well.Anders Bonde Kentved, DELTA, februar 2011.

SPM-178: GUIDELINE FOR HÅNDTERING AF MSL OG PSL - HÅNDTERING I HENHOLD TIL IPC-JSTD-001, -020, -033 OG -075

Rapporten beskriver vha. flowdiagrammer typiske spørgsmål i forbindelse med komponenthåndtering for udvikler, distributør, indkøb, lager, produktion og service. Hytek, februar 2010.

Rapport ECR-205 fra 1987, Apparatdesign til Vibrations- og chokkrav, fås digitalt og er tilgængelig for SPM´s medlemmer.

ÆNDRING AF MEDLEMSKREDSEN

58 fuldt betalende medlemmer og 6 associerede

UDMELDELSE

LEGOHarman Lifestyle Division

Medlemmer af SPM får rapporter tilsendt som led i medlemskabet. Andre kan købe rapporterne af SPM ved henvendelse til Lisa Engedal Nielsen på tlf. 43 25 13 14 eller mail len@force.dk.

HUSK VORES ADGANG TIL cEDM’S HJEMMESIDE

Medlemsafsnittet på cEDM’s hjemmeside er tilgængeligt for alle SPM-medlemmer:1. Gå ind på spm-erfa.dk og login på SPM’s medlemsafsnit.2. Vælg ’links’ og klik på cEDM’s logo, som fører til et auto-login.3. Ignorer beskeder om one-time login og opfordringer til at

ændre password.Alle SPM-medlemmer har adgang via samme link og auto-login.

2

Af Susanne Otto, FORCE Technology

Klubben er for SPM-medlemmer, der ønsker adgang til endnu mere viden om pålidelig produktudvikling og Physics of Failure.

GENVEJ TIL NY VIDEN

Udvikling af produkter med den rette pålidelighed og viden, om hvordan det kan opnås med Physics of Failure eller Reliability Physics, står højt på agendaen i mange danske virksomheder, men det kan være tidskrævende at holde sig opdateret med den nyeste viden inden for pålidelighed. Derfor har SPM lanceret P2PoF Klubben (Pålidelig produktudvikling baseret på Physics of Failure). P2PoF Klubben er en overbygning på SPM-medlemskabet og tilbydes eksklusivt til virksomheder, der allerede er medlemmer af en af SPM’s erfa-grupper.

MØDERNE

Gruppen mødes 3 gange om året, hvor danske og internationale ’guruer’ deler ud af deres viden. Formatet for møderne spænder fra forelæsninger, over workshop til dialogbaseret vidensdeling. I 2018 var der møder med • Lars Rimestad, Chief Engineer, Quality Excellence, Grundfos. Lars

gav tips og tricks på en workshop med navnet ”Pålidelighed i produktudviklingen”.

• Larry Edson, Edson Inc. og tidligere General Motors, med en hands-on workshop, hvor deltagerne i grupper arbejdede med planlægning af accelererede testforløb for forskellige typer af produkter.

• Michael Pecht, professor, CALCE at University of Maryland, der delte ud af den nyeste forskning inden for pålidelighedsprocesser, diagnosticering og pronostic design samt forfalskede komponenter.

Møderne for 2019 er under planlægning. Foreløbig er der indgået aftale med Erik Stadel Petersen om at dele ud af sin mangeårige viden og erfaringer inden for ”design for reliability”. Mødet med Erik bliver engang i efteråret og vil blive annonceret sammen med resten af programmet for 2019.Deltagerne får ud over møderne adgang til en portal med PoF-relaterede guidelines og små værktøjer.

ALLE ASPEKTER AF PÅLIDELIGHED

Temaerne for møderne dækker alle aspekter af pålidelighed som fx• Specifikation af pålidelighedskrav• Pålidelig produktudvikling / ”Design for Reliability”• Software pålidelighed• Accelereret test• Physics of Failure / Reliability physics• Markedstilbagemeldinger.

Læs mere om erfa-gruppen her: spm.madebydelta.com/erfa-grupper/pof_klub eller kontakt Susanne Otto på suo@force.dk.

3

SPM’s 13 erfa-grupper

Oplysninger om hver enkelt erfa-gruppe findes på SPM’s hjemmeside

www.spm-erfa.dk

P2PoF klub

5. Compliance Engineering

6. Pålidelighed

8. Produktionsteknik

9. EMC

10. Miljøprøvning & konstruktion

11. Planlægning og udvikling af produktionstest

13. Termisk rigtig apparatkonstruktion

16. Fejlmekanismer i elektronik

17. HALT/HASS

20. DFMA – Design for Manufacturing and Assembly

21. SPM Masterclass

22. Strukturel simulering af mekaniske systemer

Portræt af

P2POF KLUBBEN

Netværk: P2PoF Klubben

OPTIMAL PRODUKTLYD GØR PRODUKTERNE BEDRE

Af Torben Holm Pedersen, FORCE Technology

God produktlyd bidrager til et positivt helhedsindtryk af produkters kvalitet. Lyden fra produkter skal designes og må ikke bare være

et tilfældigt ”spildprodukt”.

4

Produktlyd betegner lyden fra produkter, hvis primære formål ikke er lydgengivelse. Man taler om ”optimal produktlyd”, medens betegnelsen ”lydkvalitet” i højere grad vedrører reproduceret lyd, fx lyden fra højttalere og telefoner.

God produktlyd skal passe til de forventninger, vi har til produktet og harmonere med dets kvalitet og funktion samt eventuelt også understøtte ”brand value”. God produktlyd er ikke noget absolut, men afhænger både af produktet og af kundens/brugerens forventninger.

Produktlyden skal gerne signalere god produktkvalitet. Optimal produktlyd kan forbedre kundetilfredshed - i nogle tilfælde sikkerheden - og medvirke til øget salg. På et konkurrerende marked kan god produktlyd være en metode til at differentiere et produkt fra konkurrenternes.

BETYDNINGEN AF PRODUKTLYD

Ofte handler lyddesign om at minimere støjen. I mange tilfælde er mindre støj attraktivt, men i nogle tilfælde kan sænkning af lydniveauet faktisk medføre, at kunderne bliver mindre tilfredse. Det kan fx være tilfældet med støvsugere og løvblæsere, hvor kunderne i nogen grad forbinder effektivitet med støj. Her kan løsningen være at designe en lyd, som har en ”effektiv” lydkarakter.

I andre tilfælde er lyd ønskelig, fordi den informerer om produkternes tilstand og funktion. Her er det oplagte eksempel den gode lyd af en smækkende bildør. Lyden er optimeret til at signalere, at ”døren er solid, den beskytter dig, den er tæt og har en god kvalitet, og nu er den lukket sikkert”. Bilproducenterne har kælet specielt for denne lyd, fordi den er et vigtigt første indtryk af en bil.

Produktlyden kan også bruges til at understøtte et varemærke. Et klassisk eksempel er lyden fra en Harley Davidson motorcykel. Lyden er beskyttet som varemærke i en række lande, som en del af produktets design. I forbindelse med læskedrikke og parfumevarer arbejdes der også med at optimere lyden, når produkterne åbnes, så den skaber den rette forventning hos brugeren. OPTIMERING AF PRODUKTLYD

Det handler om den opfattede produktkvalitet, der skal måles ud fra subjektive bedømmelser af produktets lydmæssige egenskaber i forhold til produktets ønskelige egenskaber, som de opfattes af brugeren.

Hvis producenten er bevidst om produktlyden, sker den indledende optimering ofte som mindre systematisk bedømmelse udført af udviklerne. Der er risici ved dette: Dels er det ikke sikkert, at udviklerne repræsenterer brugernes/kundernes opfattelse, og dels er der en indbygget bias på grund af udviklernes kendskab til produktet og forventninger til eventuelle forbedringer, de har udført.

Figur 1: Iterativ proces for optimering af produktlyd.

For at få en relevant bedømmelse af produktlyd skal den inkludere brugere fra produktets målgruppe og udføres som en blindtest, hvor lydene bedømmes i tilfældig rækkefølge.

Optimering af produktlyden er ofte en iterativ proces, som illustreret i Figur 1. Man starter med den fysiske lyd fra produktet (til venstre) - eventuelt i flere versioner. Lydene bedømmes af et lyttepanel (øverste røde vej), og resultatet viser hvilke karakteristika, der foretrækkes eller passer bedst til produktet. Eventuelt foretages der samtidigt fysiske målinger til karakteristik af lyden (den sorte vej).

Ved at sammenholde de fysiske målinger med resultater fra lyttetesten kan man danne sig et indtryk af hvilke fysiske parametre, der påvirker lydopfattelsen, og hvordan disse kan justeres for at opnå den ønskede produktlyd. Dette kan simuleres ved redigering af de eksisterende lyde (nederste grønne vej) med henblik på en ny lyttetest, eller produktet kan ændres i overensstemmelse med resultaterne (nederste blå vej). Om nødvendigt kan processen gentages flere gange i et udviklingsforløb.

LYDSIGNALER TIL BLINDE SOM EKSEMPEL

Ofte er der flere hensyn at tage, når lyd skal optimeres. Et eksempel er optimeringen af lydsignaler til trafikregulering for blinde.

De velkendte dutlyde fra trafiksignalerne i lysregulerede kryds giver ofte anledning til gener hos de omkringboende. Vejdirektoratet bad derfor FORCE Technology’s SenseLab-team undersøge, om der kunne udvikles andre lyde, som var mindre generende, men stadig tydelige at høre for de blinde, og som var gode at retningsbestemme, så de blinde kunne holde retningen efter dem.

Foto: Lytteforsøg med en blind person. Lydsignalerne blev præsenteret fra forskellige retninger og med et kalibreret baggrundslydscenarie af trafikstøj.

SenseLab udførte lytteforsøg med både blinde og seende personer, som bedømte, hvor generende lydende var, hvor tydelige de var, og hvor gode de var at retningsbestemme efter.

Projektet indebar et redesign af signallyden, som udnytter de teknologiske fremskridt i signalboksene. Resultaterne med de nye signaler viste en forbedret produktlyd på alle de nævnte parametre. Den overbevisende forbedring af lydsignalerne har efterfølgende medført en ændring af vejreglerne, som nu tillader de nye signaler.

Figur 2: Trafiklydsignaler til blinde (afstanden mellem de lodrette streger er 2 ms). ’Vinderne’ blev forskellige kliklyde, som nu er indskrevet i vejreglerne.

Signallyd Orienteringslyd

5

6

Af Kim Albert Schmidt, FORCE Technology

Et ”pyroshock” er et mekanisk chok, som fx opstår, når en eksplosion udføres på en mekanisk struktur, som er stiv nok til at overføre de ofte meget højfrekvente og høj-niveaumæssige tidsforløb, som genereres. ”Pyroshock” opstår fx, når en satellit skal frigøres fra løfteraketten, og dette gøres ved at sprænge nogle specielle skruer med en indbygget krudtladning.

Et ”pyroshock” har ofte et ret komplekst tidsmæssigt forløb og kan derfor ikke udelukkende defineres som et bestemt forløb af acceleration som funktion af tid, og er derfor ofte specificeret ved hjælp af dets Shock Response Spectrum (SRS). Kort sagt beskriver dette spektrum, hvordan en vilkårlig egenfrekvens responderer på det givne chok. Så et SRS-spektrum har ”egenfrekvens” målt i Hertz [Hz] på x-aksen og den maksimale accelerationsværdi [g eller m/s2], som en simpel resonans vil opleve på y-aksen. En simpel resonans benævnes ofte som ”Single Degree of Freedom (SDOF)”.

Hvor et traditionelt chok ofte udføres på en elektrodynamisk vibrator eller en dedikeret choktestmaskine, kræver det nogle mere specielle testopstillinger at kunne udføre ”pyroshock”. Man kan fx bruge en løsning med et pendul,

som slår rent metal mod metal på en plade med testemnet. Eller man kan erstatte pendulet med en ”lille kanon”, som skyder med et metalprojektil. På FORCE Technology har vi udviklet et set-up, hvor vi bruger en kraftig krudtfyret sømpistol til at skyde direkte ned i en metalplade.

Figur 1 viser et eksempel på et typisk tidsforløb opnået ved vores ”pyroshock” set-up. Man kan se, at vi opnår spidsværdier på flere tusinde g’er, at chokket indeholder mange høje frekvenser, og at chokket er overstået på 10 – 20 millisekunder.

Figur 2 viser Shock Reponse Spectrum (SRS) for dette chok. De grønne linjer er de specificerede nominelle værdier med tolerancebånd, og de blå kurver er de maksimale positive og maksimale negative SRS-værdier for chokket. Man kan se, at SRS for den aktuelle tidshistorie passer ret godt med det nominelle spektrum med dets tolerancegrænser - bortset fra frekvensområdet mellem 100 og 200 Hz, hvor vi ”overtester lidt”.

Fotoet øverst i artiklen viser den aluminiumsklods på 15 x 50 x 50 mm, som vi ”skyder ned i”, og man kan se, at den ene klods endnu ikke er brugt, og at den anden har været brugt til 8 chok.

Vores første egentlige ”pyroshock” test blev foretaget på et farvekalibreringsobjekt, som Niels Bohr Instituttet har udviklet til den ”Rover”, som NASA sender mod planeten Mars i år 2020.

PYROSHOCK

Foto: Ny og brugt ”skudklods”.

Figur 1: Typisk tidshistorie. Figur 2: SRS af typisk tidshistorie.

Af Francesco Iannuzzo & Ionut Vernica, AAUPer Thåstrup Jensen, FORCE Technology

Det 3-årige projekt ”Pålidelig produktudvikling baseret på Physics of failure” har afdækket faktorer med indfly-delse på elektroniks levetid og har afsøgt muligheden for at opstille en matematisk accelerationsmodel for fysiske fejlmekanismer.

En udfordring ved denne aktivitet er at fastlægge accelerationsmodellen og de matematiske koefficienter, der indgår i den. Aalborg Universitet (AAU) har taget nogle indledende skridt til modellering.

STRESSORER OG LEVETIDSBEREGNING

Elektronikkens levetid påvirkes af elektriske påvirkninger som store impulsstrømme i komponenter, og i værste fald medfører disse eksplosion eller afbrænding. Impulsstrømme som stressor udgør en del af den elektriske Mission Profile, som et produkt oplever i sin levetid.AAU har i et Ph.D. projekt arbejdet med modellering af en passiv komponent: metaloxid varistoren (en såkaldt MOV).

KARAKTERISERING AF DE FYSISKE FORHOLD

Når en varistor udsættes for en kortvarig overspænding (en transient),

medfører det en opvarmning af komponenten. Det er oplagt at opstille en matematisk model for energiafsættelsen i komponenten og dermed beregne den forventede temperaturstigning. Temperaturstigningen kan derefter benyttes som input til en levetidsestimering for komponenten med kortvarige temperaturstigninger som stressor.

I praksis er modelleringen nødt til at tage højde for flere fysiske forhold. Den termiske kapacitet af fx zinkoxid er temperaturafhængig og øges med en faktor ca. 40 % over temperaturområdet op til 1500 K. Den termiske ledningsevne for zinkoxid varierer endnu mere og falder med næsten en faktor 10 over samme frekvensområde. Det betyder, at en termisk model er nødt til at baseres på disse ulineære forhold, og at beregning af temperaturstigning må udføres ved hjælp af ulineære modeller, hvor algoritmen nedbryder beregningen i små time-steps, og hvert step kræver tabelopslag for koefficienter og opsummering af de enkelte beregningstrin.

VALIDERING AF MODEL

Projektets videre arbejde kommer til at inkludere en validering af simuleringsmodellen, der i høj grad er baseret på empiriske data. En måde at illustrere modellen på er vist Figur 1, hvor de enkelte del-steps i temperaturstigning kan vurderes med termografisk måling af overfladetemperatur og justering af modellens parametre, så der tages højde for den akkumulerede virkning af hele komponentens volumen.

MODELLERING OG PHYSICS OF FAILURE

Fig. 1. Temperaturforløb bestående af kortvarige tem-peraturstigninger ved hver impuls og afkølingsproces derimellem. Bemærk at hver impuls akkumulerer energi i komponenten og fører til øget temperatur.

7

SPM’s bestyrelseJørn LandkildehusFormandDanfoss Drives A/S

Søren Valentin StentoftNæstformandOticon A/S

Lars Bo HammerBrüel & KjærSound & Vibration Measurement A/S

Lars RimestadGrundfos A/S

Lisbeth ReindelBrüel & KjærSound & Vibration Measurement A/S

Tommy VestermarkTerma A/S

Frede BlaabjergAalborg Universitet

SPM Magasinet

Udgives af:SPM, Reliability ManagementSPM’s SekretariatFORCE TechnologyVenlighedsvej 42970 HørsholmTlf.: +45 43 25 14 00E-mail: spm@force.dkHjemmeside: www.spm-erfa.dkRedaktør: Nanna BastvedLayout: Henriette HøyrupTryk: FORCE TechnologyOplag: 500 stk.

Reliability Management

Tovholdere udvikler SPM Tovholderne i erfa-grupperne inspire-rede SPM’s bestyrelse på Tovholder-dagen 29. januar 2019.

SPM’s bestyrelse ønsker, at SPM og erfa-grup-perne, der er kernen i SPM, skal være i fortsat udvikling, og retningen for 2019 er styrkelse, udvik-ling og tilpasning. Tovholderne, der er fundament i at drive erfagrupperne og har fingeren på pulsen i deres respektive erfa-grupper, var derfor inviteret til Tovholderdag i Odense 29. januar i år. Tovholder-dagen, der afholdes hvert andet år, var rammen for en diskussion om, hvordan SPM’s erfa-grupper skal udvikles. Der blev naturligvis også diskuteret løst og fast om erfa-grupperne og SPM, når så mange engagerede mennesker var sammen.

Som en optakt til arbejdet delte bestyrelsesforman-den, Jørn Landkildehus, tankerne bag arbejdet med at opdatere strategien for SPM for perioden 2019-2023, som bestyrelsen har brugt kræfterne på det sidste halve år. Strategien for den kommende periode er en evolution af den tidligere strategi med fokus på at sikre, at SPM er alignet med industriens fokus på integrerede produkter og systemer.

Der var også en kort tilbagemelding på de aktivi-teter, som blev igangsat på den sidste Tovholder-

dag, hvor nye erfa-grupper, rekruttering af nye medlemmer, templates til indkaldelse og referater på SPM’s hjemmeside samt lanceringen af studen-termedlemsskaber kunne nævnes som nogle af succeserne, mens LinkedIn som diskussionsforum mellem møderne ikke er blevet så populært blandt medlemmerne, som forventet. Så en konklusion på Tovholderdagen var, at sekretariatet skal arbejde på at finde en afløser for LinkedIn-grupperne.

Temaerne for dette års Tovholderdag var nye grupper og emner til eksisterende grupper, samt hvordan SPM bedst hjælper tovholderne i deres rolle. Temaerne blev livligt diskuteret i grupper, og der kom mange kreative forslag, som bestyrelsen vil arbejde videre med i den kommende periode.

Her og nu opfordres erfa-grupperne til at overveje at afholde nogle af møderne i fællesskab med andre grupper om emner, der har fælles interesse for begge grupper. Fx har den termiske erfa-gruppe og EMC-gruppen holdt fælles møde om synergien og udfordringerne for et termisk godt design, der også tager højde for EMC-forhold. Fællesmødet gav deltagerne masser af inspiration og indblik i, hvordan den anden erfa-gruppe arbejder.

Hvem er SPMSPM er en forening for elektronikvirksomheder, komponentleverandører og for de mange virksom-heder, der benytter elektronik i deres produkter.

Medlemmerne udgør et nordisk netværk, der udveksler erfaringer og igangsætter fælles under-søgelser.

Deltagelse i SPM skaber et stærkt og vigtigt funda-ment for virksomhedernes bestræbelser på at være konkurrencedygtige, at sikre markedsadgang og at sikre produktsikkerheden.

FORENINGENS HOVEDAKTIVITETERErfaringsudveksling i erfa-grupper, hvor de enkelte virksomheders specialister indenfor gruppens tema mødes tre-fire gange årligt og holder hinanden ajour med den nyeste udvikling indenfor deres specialområde.

Gennemførelse af SPM-projekter, hvor projekterne finansieres via kontingentet, evt. suppleret med midler fra fonde o.a.

SPM-projekter gennemføres prioriteret efter med-lemmernes ønsker. Forslagene formuleres i reglen direkte i erfa-grupperne, og bestyrelsen igangsæt-ter de projekter, der skal gennemføres.

Kontingentet udgør årligt DKK 8.000,- samt DKK 1.000,- pr. erfa-gruppeplads. En kontingentstruktur der sikrer, at de der har størst gavn af foreningen betaler mest. Yderligere oplysninger om foreningen findes på SPM’s hjemmeside www.spm-erfa.dk.

Her er desuden en oversigt over eksisterende erfa-grupper og en fortegnelse over SPM’s med-lemsvirksomheder samt rapporter, der er udgivet. Rapporterne sendes automatisk til kontaktpersonen hos medlemsvirksomhederne.

Kontakt vores sekretariat, hvis du ønsker at vide, hvem der er kontaktperson i din virksomhed.

Ekstra rapporter kan købes hos SPM’s sekretariat.

8