Laboratoria badania urządzeń elektronicznych

Ogólnie i w uproszczeniu można powiedzieć, że badania urządzeń elektronicznych służą zapewnieniu tego, aby sprzęt elektroniczny spełniał wymagania techniczne opisane w normach i regulacje prawne. Urządzeń elektronicznych jest w naszym otoczeniu coraz więcej i dotyczy to wszystkich obszarów techniki. Ten liczny sprzęt musi poprawnie działać, bez zakłócania pracy innego i przy zachowaniu odporności na zaburzenia od pól elektromagnetycznych i sieci energetycznej, wpływu środowiska itd. Wymagania dotyczą też szeroko rozumianego bezpieczeństwa użytkowania, a w dalszej kolejności tego, czy urządzenia spełniają normy branżowe, a więc specyficzne regulacje dotyczące na przykład urządzeń transportowych, medycznych, oświetleniowych. Znakomita większość elektroniki jest zasilana z sieci energetycznej, dlatego wiele regulacji dotyczy też jakości energii, w tym tego, aby dołączane urządzenia jej nie pogarszały.

Posłuchaj
00:00

Badania urządzeń elektronicznych pod kątem kompatybilności elektromagnetycznej, odporności na wpływ środowiska oraz na narażenia mechaniczne stały się w ostatnich latach częścią zapewnienia wysokiej jakości w elektronice oraz istotnym elementem procesu projektowania.

Badania i pomiary w laboratoriach tworzą więc w pracy inżynierskiej niezbędne sprzężenie zwrotne, praktycznie weryfikujące zastosowane rozwiązania układowe i jakość wybranych komponentów. Dlatego ich znaczenie rynkowe będzie cały czas rosło, a zakres realizowanych badań będzie się nieustannie poszerzał.

Normy i przepisy

Nietrudno dostrzec, że takich norm definiujących wymagania techniczne dla urządzeń, warunki pomiarów parametrów i testowania funkcjonalności przybywa, gdyż z jednej strony jak wspomniano stale rośnie nasycenie elektroniką i tym samym ryzyko wzajemnych interakcji, a z drugiej strony sprzęt pełni coraz bardziej odpowiedzianą funkcję w naszym życiu.

Bierze się to także ze stale rosnącego stopnia skomplikowania urządzeń oraz z tego, że ewolucja techniczna jest coraz szybsza. Normy muszą być tym samym stale aktualizowane, rozszerzane, pojawiają się nowe regulacje po to, aby objąć kontrolą nowy obszar rynku. Przykładem z ostatnich lat mogą być stacje ładowania samochodów elektrycznych i ogólnie zagadnienia związane z elektryczną motoryzacją, gdzie zachodzi konieczność sprawdzania punktów ładowania pod kątem bezpieczeństwa, współpracy z siecią energetyczną oraz oczywiście także EMC.

Najważniejsze cechy, jakie biorą pod uwagę firmy zlecające badania swoich wyrobów
 
Lista czynników, które firmy biorą pod uwagę, zlecając do laboratoriów badania swoich wyrobów, jest długa i jak widać z wykresu nie ma dużych różnic pomiędzy poszczególnymi polami. Za najważniejsze uznano to, aby placówka była w stanie zaoferować pełny zakres badań, a zaraz potem to, aby kompetencje danego laboratorium miały odzwierciedlenie w akredytacji i kwalifikacjach personelu. Klienci chcą uczestniczyć w badaniach, zapewne najczęściej wówczas, gdy produkt jest w czasie opracowywania i trzeba rozwiązywać problemy braku zgodności, a na dodatek wszystkim zawsze się spieszy. Z perspektywy, na powyższym zestawieniu widoczne jest duże znaczenie wszystkich kryteriów związanych z transferem wiedzy inżynierskiej z laboratorium do klienta.

Odpowiedzialne zadania oznaczają to, że bardzo często awaria lub zakłócenie działania wiąże się z dużym ryzykiem finansowym i zagrożeniem dla zdrowia, dlatego normy tworzą granice wyznaczające, co jest akceptowalne, a co nie. Porażenie prądem elektrycznym, zagrożenie pożarem są najbardziej wymownymi przykładami takich obszarów, gdzie regulacje wynikają z ograniczania zagrożeń dla życia ludzkiego, ale poza tymi najbardziej wymownymi jest ich więcej.

Normy, dyrektywy i przepisy są potrzebne, gdyż bez jasnych wskazówek rynek nie doszedłby do konsensusu w zakresie wymagań. Nawet przy szczegółowych normach zawsze ktoś znajdzie jakiś wyjątek, jak żarówka wolframowa "do celów technicznych", zasilacz dwuwyjściowy lub jeszcze coś innego na wymiganie się od obowiązków.

Zapotrzebowanie rynku na usługi badawcze panujące w 2018 roku
 
W ocenie popytu na usługi badawcze w ubiegłym (2018 roku) nie ma wyraźnie zarysowanego trendu, który można by uznać za średnią dla wszystkich placówek badawczych w Polsce. Wszystkie kryteria ujęte w naszej ankiecie mają swoje odzwierciedlenie na wykresie, a dodatkowo większość z pól ma podobną wartość procentową. Oznacza to, że popyt na usługi badawcze w 2018 roku był zmienny i wynik zależał od wielu czynników. Z perspektywy widać, że mimo tej niejednoznaczności przeważają odpowiedzi pozytywne (dobre lub bardzo dobre dają razem 56% wskazań w ankiecie).

Dobrym przykładem rynkowego klinczu są zwykłe konsumenckie baterie jednorazowe, na których próżno szukać informacji o pojemności, co pozwoliłoby na ich porównywanie. Producenci jej nie podają, bo nie ma jednoznacznych norm pomiaru pojemności, np. przez wykazanie dopuszczalnych końcowych napięć rozładowania, prądu, temperatury itp. Efekt jest taki, że producenci publikują jedynie ogólne krzywe rozładowania i nie podają liczbowo wartości pojemności po to, aby uniknąć porównań.

W dalszej kolejności takie akty prawne wymuszają zmiany na rynku elektroniki w sposób celowy i są tym samym częścią polityki państw lub wspólnot związanej z ochroną klimatu i środowiska. Przykładem mogą być wymagania dyrektyw RoHS i WEEE w zakresie ochrony środowiska, wymagania Ekoprojektu związane ze sprawnością energetyczną zasilaczy. Normy i przepisy definiują też pośrednio jakość, bo umożliwiają porównanie urządzeń różnych producentów, tworząc jednakowe warunki kontrolne.

Marek Kościelski

Kierownik Laboratorium Badania Wyrobów Elektronicznych Instytut Tele- i Radiotechniczny

  • Jakie są oczekiwania klientów w stosunku do laboratoriów badawczych?

Klienci najczęściej poszukują laboratoriów, które mogą wykonać badania ich wyrobów według akredytowanych metod. Często oczekują również pomocy w zakresie wytypowania norm i określenia zakresu niezbędnych badań (opracowania szczegółowego programu badań). Ich życzeniem jest, aby badania wykonane były w sposób rzetelny, w możliwie w pełnym zakresie. Klienci oczekują także kompetentnego wsparcia technicznego, udzielania wyjaśnień i pomocy szczególnie w przypadku, gdy wynik jakiegoś badania jest negatywny (jak należy poprawić badany obiekt, aby uzyskać pozytywny wynik).

  • Jakie wymagania wobec usług mają klienci?

Klienci oczekują, aby usługa badawcza była wykonana rzetelnie, możliwie szybko i po stosunkowo niskich kosztach. Oczekują ponadto życzliwej obsługi, kompetentnego wsparcia technicznego i uproszczenia wszystkich czynności formalnych. Nasze laboratorium (akredytowane w PCA) stara się spełnić te oczekiwania. Klienci wyrażali zadowolenie z realizacji usług badawczych w naszym laboratorium, co jest udokumentowane m. in. w przesłanych ankietach.

Ocena zgodności, czyli jakości

 
Tabela 1. Zestawienie ofert badań krajowych laboratoriów badawczych

Badania urządzeń elektronicznych w coraz większym stopniu kojarzą się z wysoką jakością produktów, a klienci coraz bardziej zwracają uwagę na dokumenty i certyfikaty potwierdzające zgodność z wymaganiami. Być może jest to trochę spowodowane dużą liczbą nadużyć, jakie dawniej towarzyszyły procesowi oceny zgodności, a więc temu, że kiedyś dokumenty nie miały pokrycia w rzeczywistości.

Dokumenty z badań wystawione przez akredytowaną placówkę, będącą tzw. zaufaną stroną mają obecnie na rynku realną wartość. Widać też powiększające się zainteresowanie dodatkowymi badaniami, a więc tymi niewymaganymi przepisami. To także znak, że w branży docenia się starania producenta w zakresie potwierdzenia jakości. Jest to naturalna przeciwwaga dla potencjału zalewającej rynek tysiącami sztuk tandety.

Dorota Kołakowska

Specjalista marketingu technicznego w firmie Sonel

  • Jakie wymagania wobec usług badania urządzeń mają klienci?

Podstawowym oczekiwaniem klienta jest jakość oraz profesjonalizm wykonanych usług laboratoryjnych. Wychodząc naprzeciw oczekiwaniom i wymaganiom klientów, nasze laboratorium wdrożyło normę ISO/IEC 17025 "Ogólne wymagania dotyczące laboratoriów badawczych i wzorcujących".

Ma również akredytację PCA, przez którą rozumie się formalne potwierdzenie przez niezależną stronę trzecią - w Polsce jest to Polskie Centrum Akredytacji (PCA). Głównymi korzyściami wynikającymi z akredytacji jest wzrost zaufania do wyników oraz zniesienie barier międzynarodowych. Inne oczekiwanie to pomoc w interpretacji wyników wzorcowania.

I tu istotnym argumentem jest kompetentny personel, który dzięki wiedzy i wieloletniemu doświadczeniu potrafi pomóc w ocenie zgodności wyników.

  • Jakie korzyści daje własne laboratorium?

Zanim zostaną wdrożone na rynek sprzedaży, produkowane urządzenia muszą przejść szereg badań testujących. Jeżeli firma produkcyjna posiada własne laboratorium, to uczestniczy ono w procesie projektowania i wdrażania nowych produktów. Spełnienie deklarowanych w specyfikacjach parametrów należy potwierdzić odpowiednimi badaniami.

Posiadanie własnej komory termoklimatycznej pozwala na sprawdzenie urządzeń w różnych warunkach środowiskowych pracy. Własne oprzyrządowanie do wykonywania prób napięciowych, wytrząsarka oraz stanowisko do badań przy celowo wprowadzonych uszkodzeniach umożliwia ocenę bezpieczeństwa użytkowania wyrobu.

Nie tylko kompatybilność

Pełne spektrum badań urządzeń elektronicznych to obszerny katalog testów obejmujący badania związane z kompatybilnością elektromagnetyczną, bezpieczeństwem użytkowania, a w dalszej kolejności klimatyczne, mechaniczne i funkcjonalne (m.in. poziomu hałasu).

Takie specjalistyczne obszary to także badania odporności na impulsy HPEM (dużej mocy), badania odporności urządzeń na anomalie występujące w sieciach zasilających m.in. zmiany częstotliwości sieci zasilającej, wahania napięcia, zniekształcenia przebiegu napięcia itp., badania zaburzeń od urządzeń PLC pracujących w liniach niskiego napięcia. Jeszcze bardziej specjalistycznie wyglądają badania fotobiologiczne, temperatury barwowej i wskaźnika oddawania barw, a także oddziaływania fal elektromagnetycznych na organizm ludzki.

Znaczenie usług badawczych dla firmy/placówki
 
Powyższy wykres ilustruje stopień specjalizacji placówek badawczych, a więc ocenia, na ile badania urządzeń elektronicznych stanowią ważny nurt biznesowy dla przedstawianych w tabeli firm. Z danych wynika, że tylko dla co trzeciej jest to dodatek do normalnej części biznesu, a więc stopień specjalizacji jest dość duży. Ten dodatek to np. wzorcowanie aparatury pomiarowej w przypadku dostawców aparatury, własne laboratorium producenta urządzeń elektronicznych lub firmy EMS-owej.

Częścią oferty usług badawczych są także okresowe badania aparatury pomiarowej. Takie usługi są obowiązkowe w stosunku do mierników wykorzystywanych do wymaganych prawnie kontroli instalacji związanych z bezpieczeństwem pracy (BHP), okresową kontrolą instalacji elektrycznych, kontrolą mierników do badań klimatu itd.

Aparatura w takich działaniach musi zapewniać bezdyskusyjny poziom jakości metrologicznej, co oznacza jej okresową kalibrację. Te usługi bardzo często świadczą producenci aparatury pomiarowej, bo oni i tak muszą mieć kalibratory do celów realizowanej produkcji, więc na ich bazie mogą świadczyć usługi, a poza tym są najlepiej przygotowani merytorycznie do takich działań.

 
Tabela 2. Dane kontaktowe do krajowych laboratoriów badania urządzeń elektronicznych

Kalibracja aparatury pomiarowej jest też częścią usług posprzedażnych, a więc takich jak serwis gwarancyjny i pogwarancyjny dla dystrybutorów aparatury pomiarowej, którzy traktują ją jako element kompleksowej obsługi klienta. Firm niezależnych zajmujących się kalibracją mierników raczej nie ma, bo rynek jest niewielki, a dodatkowo bliska współpraca z producentem, czyli możliwość uzyskania dokumentacji, jest w tej działalności kluczowa.

Aparatura pomiarowa do badań

Sprzęt pomiarowy do badań urządzeń elektronicznych jest kosztowny, bo jest to skomplikowana i zaawansowana, specjalistyczna aparatura. Najbardziej złożone pod tym względem są badania kompatybilności elektromagnetycznej, bo wymaganych urządzeń do realizacji kompletu badań jest dużo, a dodatkowo do ich działania trzeba stworzyć odpowiednie stanowiska pomiarowe, np. mieć pomieszczenie ze ścianami wyłożonym blachą ekranującą, specjalnie przygotowaną siecią zasilającą, a nawet specjalną komorę bezechową.

Aktualna koniunktura na rynku (pierwsze półrocze 2019 roku)
 
W ocenach aktualnej koniunktury na rynku usług badawczych, podobnie jak w danych za 2018 rok, nie ma jednoznacznych wskazań. Wykres też jest prawie identyczny, a różnice procentowe pomiędzy poszczególnymi polami są minimalne. Dane z ankiet sugerują, że wyniki zależą od potencjału danego laboratorium, typu placówki oraz zakresu wykonywanych badań, które nie zawsze są oferowane w pełnym spektrum - część firm zajmuje się jedynie wąskim wycinkiem pomiarów. Inaczej biznes będą oceniać placówki naukowe przy uczelniach oraz będące częścią organów państwowych, a inaczej placówki komercyjne, żyjące z badań. Można w uproszczeniu podsumować, że wykres odzwierciedla niejako złożoną strukturę i różne umocowanie biznesowe w branży takich placówek.

Z tych przyczyn wielu producentów elektroniki mozolnie rozwija swój potencjał aparaturowy, ograniczając się początkowo do kupna aparatury do badania zaburzeń przewodzonych. Z czasem infrastruktura rozszerza się na pomiary emisji i kolejne obszary badań. Rozbudowa nierzadko jest współfinansowana z funduszy unijnych a budowa laboratorium bywa traktowania jako element wzrostu kompetencji firmy. W ten sposób jej wysoki koszt inwestycji można trochę zniwelować.

Najtrudniejszą częścią badań (patrząc przez pryzmat kosztu aparatury i jej skomplikowania) są badania kompatybilności urządzeń radiowych, a dokładniej elementów interfejsu radiowego, czyli transceivera i systemu antenowego z układem dopasowującym. Wykonanie badań nowoczesnych rozwiązań pracujących w zakresie gigahercowym oraz bliskim mikrofal jest uwarunkowane posiadaniem bardzo specjalistycznego środowiska pomiarowego i kosztownej aparatury pomiarowej.

Struktura dochodów ze sprzedaży usług badawczych
 
Sprzedaż usług badawczych dla blisko połowy firm i placówek zawiera się między 250 tysięcy a 1 mln zł, co czwarta firma zadeklarowała jeszcze niższe przychody roczne. Nie są to imponujące sumy, zwłaszcza gdy zestawi się je z kosztem aparatury pomiarowej niezbędnej do takich prac lub też wynagrodzeniami rocznymi specjalistów zajmujących się takimi pomiarami. Przychody przekraczające 1 mln zł rocznie ma co trzeci usługodawca, ale jednostek badawczych z obrotami ponad 5 mln jest bardzo mało. Innymi słowy, działanie laboratoriów przy firmach produkcyjnych, uczelniach oraz finansowanie zakupów aparatury z wykorzystaniem programów rozwojowych dostępnych w ramach UE to niestety konieczność.

Większość laboratoriów krajowych nie dysponuje warunkami pozwalającymi zaoferować klientom kompleksowe badania w tych obszarach, tak samo jak brakuje specjalistów z zakresu radiokomunikacji znających specyfikę badań. Lukę na rynku zapełniają placówki zagraniczne, np. niemieckie.

Uczelnie i instytuty naukowe aparaturę do badań sprzętu elektronicznego kupują jako narzędzia do prowadzenia prac naukowych oraz do kształcenia studentów w ramach grantów badawczych lub też korzystają z programów edukacyjnych, jakie mają czołowi producenci sprzętu pomiarowego. Pozwalają one zgromadzić niezłe zaplecze pomiarowe, a dodatkowo kadra naukowa jest w stanie zapewnić wysoki poziom kompetencji badawczych.

Krzysztof Chomiński

Cyfrowy Polsat

  • Jakie są oczekiwania klientów w stosunku do laboratoriów badawczych?

Przy silnej konkurencji i presji ze strony firm azjatyckich, oferujących często bardzo tanie wyroby, potrzeby takiej firmy jak Cyfrowy Polsat koncentrują się głównie na aspektach biznesowych. W przypadku chęci skorzystania z badań zarówno inżynierskich jak i końcowych potrzebujemy elastycznej możliwości rezerwowania wizyt oraz rynkowych (a więc niskich) kosztów takich badań.

Niestety rozwój gospodarczy kraju powoduje, że coraz częściej obserwujemy problemy z rezerwacją terminów oraz idące za tym wzrosty kosztów tych usług. Kluczowym punktem jest też zależność czasu trwania badań końcowych od wyniku, od czego często uzależnione jest rozpoczęcie produkcji i dalej wprowadzenie produktów na rynek. Bez dobrej współpracy z laboratoriami nasz produkt kosztowo i czasowo przegra z konkurencją, a to może negatywnie wpłynąć na naszą aktywność przy konstruowaniu i produkcji wyrobów na rynku krajowym.

  • Samodzielne badanie wyrobów - czy to ma sens i w jakim zakresie?

Co prawda konstruując dane urządzenie firma zna go lepiej niż laboratoria zewnętrzne, ale samodzielne badanie wyrobów ma sens raczej tylko w przypadku zbadanego już wcześniej i dobrze znanego firmie produktu, w którym dokonane zostały niewielkie modyfikacje lub akcesoria. Najczęściej dotyczy to mniej wymagających technicznie i tym samym złożonych urządzeń.

Z punktu widzenia firmy o profilu działalności takiej jak nasza, na pierwszym miejscu stawiamy sobie za cel zbadanie naszych urządzeń w laboratoriach akredytowanych. Tylko taka współpraca daje pewność kompetentnie zbadanego produktu, a co za tym idzie bezpieczeństwa czy też ogólnego braku problemów po stronie naszych klientów oraz co jest równie istotne, w przypadku ew. kontroli nadzoru rynku.

Duże skomplikowanie współczesnych urządzeń powoduje konieczność odpowiedniego sklasyfikowania produktu i dalej doboru norm, że cenna jest również współpraca z laboratoriami akredytowanymi na poziomie doradczym. Bez merytorycznej dyskusji i doświadczenia takiego laboratorium bardzo często samodzielnie można popełnić pewne kosztowne w ostatecznym rozrachunku błędy. Zatem samodzielne badania mają sens, ale w formie badań wstępnych, umożliwiających skorygowanie konstrukcji i ostatecznie zapewnienia odpowiedniej jakości sprzętu zlecanego do badań laboratoriom zewnętrznym.

Kompetencje kadry tak samo istotne jak sprzęt

Poza aparaturą pomiarową w badaniach liczą się kompetencje pracowników wykonujących testy. Jest to ważne, bo aparatura nie rozwiązuje problemów inżynierskich związanych z badaniami. Jest to jedynie narzędzie i na dodatek skomplikowane. Prawdą jest, że wykonanie pomiarów staje się coraz prostsze a poszczególne testy na zgodność z normą wywołuje się jako gotowe i przygotowane przez producenta scenariusze.

Niemniej sam pomiar, a nawet wynik badania to tylko część działań, bo jeśli jest on negatywny, to aparatura nie powie, dlaczego tak się stało ani też co należy zrobić, aby spełnić wymagania. Liczy się wiele drobnych szczegółów, interakcje między poszczególnymi modułami składowymi, których nie sposób z góry przewidzieć.

Branże/grupy firm zlecają najczęściej badania do placówek
 
Zestawienie głównych branż i sektorów rynku otwiera sektor automatyki przemysłowej, a więc najbardziej wartościowy w skali kraju obszar rynku, gdzie jednocześnie liczy się jakość, pewność i możliwość bezproblemowego działania urządzeń w trudnych warunkach środowiskowych i obok innego sprzętu. Drugi obszar tworzy aparatura pomiarowa, która często wymaga okresowej kalibracji i sprawdzenia, i tym samym przejścia przez ścieżkę oceny w laboratorium. Podobnie jest z urządzeniami do zastosowań w medycynie i oświetleniu, transporcie, a więc takimi, na które nakładane są dodatkowe wymagania branżowe lub takie związane z ochroną zdrowia.

Pomyślne zakończenie projektu wymaga także wiedzy inżynierskiej na temat zjawisk elektromagnetycznych, wyczucia i doświadczenia w rozwiązywaniu problemów z kompatybilnością. To cały czas nie są popularne zagadnienia, mimo że patrząc z perspektywy, powoli kompetencje w branży się zwiększają.

Normy i wymagania podają najczęściej suche definicje możliwych defektów oraz progowe kryteria akceptacji stanowiące o dopuszczeniu produktu do danej klasy urządzenia. Nie dają żadnych informacji nt. możliwości analizy defektów, interpretacji zjawisk fizycznych oraz przyczyn ich występowania. Nie pomagają także powiązać złych parametrów projektu i innych czynników odpowiedzialnych za złą jakość i wyniki.

Główne czynniki oddziałujące negatywnie na rozwój rynku usług badawczych
 
Listę najważniejszych czynników, które negatywnie oddziałują na rynek usług badań, otwiera niska świadomość firm w zakresie ich znaczenia, czyli brak postrzegania procesu oceny produktów jako korzyści i wartości rynkowej. Niestety lata lecą, a dla wielu dystrybutorów i producentów elektroniki badania to uciążliwy i kosztowny obowiązek, z którego starają się albo całkowicie wymigać, albo zrealizować jedynie w zarysie, bo realnego zagrożenia karą nie ma. Po stronie placówek badawczych głównym problemem jest wysoki koszt aparatury niezbędnej do badań, zwłaszcza gdy trzeba zapewnić kompleksowe usługi i sprostać stale rosnącym wymaganiom metrologicznym.

Inżynierowie często uczestniczą podczas badań wstępnych oraz końcowych, co jest dobrym sygnałem i znakiem, że zależy im na pogłębianiu wiedzy z tego obszaru. Niestety brak programów edukacyjnych i praktyk w przedsiębiorstwach z branży elektroniki, brak kształcenia w takich kierunkach na krajowych uczelniach wyższych to znak, że nie można liczyć na wzrost kompetencji inną niż wymieniona drogą.

Na naszym rynku nie są też popularne usługi doradztwa technicznego świadczone przez zewnętrznych konsultantów, tak jak jest to na przykład w USA. Osoby takie znają się dobrze na zagadnieniach technicznych i mają praktykę w rozwiązywaniu problemów, niemniej nie pracują dla jednej firmy ani też nie promują jednego produktu.

Główne czynniki oddziałujące pozytywnie na rozwój rynku usług badawczych
 
Główne pozytywne czynniki sprzyjające rozwojowi rynku usług badawczych w zakresie urządzeń elektronicznych są trzy: większa świadomość rynku co do konieczności badań, większe wymagania klientów oraz stale rosnące wymagania prawne wynikające z nowych norm. Wskazuje to, że rozwój rynku usług ma charakter ewolucyjny i jest pochodną wielu drobnych trendów kształtujących całą elektronikę, jak wzrost zaawansowania, jakości, większej współpracy z zagranicą. Zagrożenie karą i konieczność ew. wycofania produktu z rynku została oceniona najsłabiej.

Obszar badań urządzeń elektronicznych w zakresie kompatybilności elektromagnetycznej jest doskonałym przykładem, gdzie takie usługi są świadczone. W Polsce mamy chyba za mały rynek, jeszcze niekoniecznie świadomy korzyści z takiej współpracy, aby konsultanci mieli dużo zleceń. Problemy rozwiązuje się raczej w ramach grona pracowników własnej firmy, przepytując pracowników z działu wsparcie techniczne dystrybutorów, społeczność zgromadzoną na forach internetowych itd.

Podobne wnioski można mieć, patrząc na potencjał krajowych biur inżynierskich zajmujących się projektowaniem urządzeń. One też cały czas borykają się ze słabą świadomością rynku w zakresie korzyści ze współpracy z partnerem zewnętrznym.

Czynniki sprzyjające zlecaniu badań do laboratoriów
 
Na liście czynników, które w największym stopniu sprzyjają zlecaniu badań urządzeń do wyspecjalizowanych placówek badawczych, wyróżniają się trzy pozycje: wymagania prawne, złożoność zagadnień oraz to, że placówki te zatrudniają kompetentnych specjalistów. Wspólnym mianownikiem dla tych trzech zagadnień jest wiedza na temat tego, co badać, w jaki sposób i jeśli wyniki są złe, to co z tym można zrobić. To ostatnie zagadnienie staje się coraz ważniejsze, bo sprzęt jest coraz bardziej złożony, wymagań stale przybywa, przepisy się zmieniają, a czasu na zgłębianie zagadnień jest coraz mniej.

Orientacja w przepisach, wymaganiach formalnych staje się coraz trudniejsza i zabiera coraz więcej cennego czasu. Ustalenie, jakie normy dany produkt powinien spełniać, w powiązaniu z zastosowaniem to wstęp do procesu oceny, który powinien zostać wykonany na jak najwcześniejszym etapie projektowania.

W naszych ankietach specjaliści sygnalizowali nam, że problemem jest powszechny brak znajomości przepisów dot. badań i certyfikacji produktów wśród pracowników działu zakupów w dużych firmach. Taka opinia wyraźnie sugeruje, że zagadnienia badawcze nie mogą być wyłączną domeną kadry inżynieryjnej, bo w ten sposób do produktu mogą trafić przypadkowe komponenty.

Paweł Mroczkowski

specjalista serwisu posprzedażowego w EMC-Forto

  • Czy lokalny serwis urządzeń do badania kompatybilności w Polsce ma sens?

Na przestrzeni ostatnich 15 lat badania kompatybilności elektromagnetycznej, a tym samym aparatura pomiarowo-badawcza EMC, stały się bardziej dostępne i powszechne. Liczba takich urządzeń pracujących w firmach elektronicznych szybko wzrasta proporcjonalnie do stopnia nasycenia elektroniką różnych rozwiązań technicznych i rozwojem branż takich jak motoryzacja, oświetlenie, transport i energetyka.

Mimo że uszkodzenia sprzętu do badania odporności są bardzo rzadkie, a wiele aparatury pracuje 20-30 lat, bliskość i dostępność autoryzowanego serwisu producenta sprawdza się w przypadku uzyskania szybkiej pomocy technicznej w zakresie posiadanej aparatury w momencie prowadzenia badań z nowymi aplikacjami lub koniecznością aktualizacji lub integracji.

  • Czy serwis to nie tylko naprawy?

Tak, szeroko rozumiany serwis posprzedażowy koncentruje się zapewnieniu klientom wykonanie cyklicznych kalibracji i właściwego doradztwa np. w przypadku konieczności aktualizacji aparatury dyktowanej rozwojem branży i podążającymi jej śladami zmianom w normalizacji. Każda ingerencja w sprzęt pomiarowo badawczy, nawet jeśli jest to update firmware powinna zakończyć się weryfikacją parametrów, tym samym potwierdzeniem poprawnego przeprowadzenia aktualizacji. Inną ważną częścią działalności autoryzowanego serwisu producenta są codzienne porady, wsparcie przy wdrożeniu i szkolenia podczas uruchomienia.

  • Jaki jest koszt utrzymania aparatury pomiarowo badawczej EMC?

Koszty utrzymania kupionego sprzętu wiążą się głównie z cyklicznymi kalibracjami. Zmiany w normalizacji wymuszone postępem, powodują konieczność aktualizacji oprogramowania, które są przeprowadzane średnio 1-2 w ciągu cyklu życia aparatury. Koszt takiej operacji zależy od wielkości wprowadzanej zmiany i waha się od kilku do kilkunastu procent wartości urządzenia.

Koszty wynikające z uszkodzenia aparatury są minimalne, bo z reguły ten sprzęt się nie psuje. Koszty wynikają też z konieczności wysłania aparatury do serwisu. Gdy istnieje możliwość wykonania kompleksowych kalibracji na miejscu w laboratorium klienta lub w kraju wydatki te są na szczęście mniejsze niż przy wysyłce za granicę lub na inny kontynent.

Badania i kontrole podczas projektowania

Projektowanie nie może być dzisiaj oderwane od tych wymagań i najlepiej, gdy konstruktorzy cały czas się nimi kierują. Inaczej osiągnięcie zgodności staje się trudne, kosztowe lub nawet niemożliwe, dlatego wiele większych firm rozbudowuje swój potencjał aparaturowy pod kątem prowadzenia samodzielnego badań kontrolnych a na pozostałe czeka oferta placówek badawczych. Praktycznie wszystkie umożliwiają prowadzenie badań cząstkowych (inżynierskich, pre-compliance) po to, aby tworzone urządzenie na koniec przeszło przez weryfikację formalną i uzyskało dokumenty w placówce akredytowanej.

Ocena wiedzy firm na temat badań, norm i wymagań
 
Ocena wiedzy firm na tematy związane z badaniami urządzeń elektronicznych przedstawiona na wykresie wskazuje, że z jednej strony nie jest z tym najlepiej, ale z drugiej strony tematyka i zapotrzebowanie na wiedzę jest coraz większe. Tylko co dziesiąte wskazanie padło na to, że firmy dobrze znają zagadnienia badawcze oraz że nie są zainteresowane takimi informacjami. Te dwie skrajne oceny nie zmieniają wymowy całości skazującej na to, że wiedza na temat badań, wymagań, norm, i wynikających z nich obowiązków jest dla firm wartością poszukiwaną.

Większość placówek badawczych, które nie mają akredytacji, a więc potwierdzenia formalnego kompetencji przez PCBC, skupia się właśnie na niesieniu takiej pomocy. Placówki akredytowane także realizują badania inżynierskie, traktując je jako element kompleksowej usługi, w której dokument potwierdzający zgodność jest po prostu ostatnim etapem tej pracy.

Prof. dr hab. inż. Kazimierz Friedel

główny specjalista w firmie Kontech

  • Jak ocenia Pan poziom wiedzy firm na temat badań, norm i wymagań formalnych?

Wiedza kadry inżynieryjnej determinowana jest głównie wymaganiami klientów zamawiających produkcję urządzeń elektronicznych oraz normami jakościowymi definiującymi kryterium akceptacji produktu dla danego standardu.

Normy i wymagania podają z reguły definicje możliwych defektów oraz kryteria akceptacji stanowiące o dopuszczeniu produktu do danej klasy. Normy te nie są jednak źródłem informacji nt. możliwości analizy defektów, interpretacji zjawisk fizycznych i przyczyn ich występowania. Nie zawierają również wiedzy nt. powiązanych z defektami parametrów technologicznych czy innych czynników odpowiedzialnych za skuteczne wdrażanie procedur naprawczych czy korekcyjnych, eliminujących braki i podnoszących jakość produkcji. Działania takie wymagają bowiem gruntownej i szerokiej wiedzy specjalistycznej nie tylko z dziedziny fizyki, ale i materiałoznawstwa, zwłaszcza wytrzymałości materiałów, metalurgii, chemii i technologii produkcji.

O ile wymagania jakościowe definiowane są przez klienta, a stosowne normy zakupić można w e-sklepie (IPC, PKN), o tyle prawidłowa interpretacja problemu pojawiającego się na linii produkcyjnej wymaga wspomnianej wiedzy i doświadczenia inżyniera produkcji. Jego znajomość możliwości analitycznych i badawczych znanych mu specjalistycznych laboratoriów badawczych, przy właściwej polityce firmy oraz sprzyjających warunkach ekonomicznych, powinna skłonić go do podjęcia koniecznej i nieodzownej współpracy z tymi laboratoriami i zatrudnionymi w nich ekspertami.

Luka na tym polu jest jednak ogromna. Brakuje wykwalifikowanych kadr techniczno-inżynieryjnych, produkcyjnych, ale i eksperckich. Głównym powodem takiego stanu rzeczy, w mojej ocenie, jest system edukacji polskich szkół zawodowych i uczelni technicznych, gdzie nie przekazuje się wiedzy potrzebnej na rynku produkcji sprzętu elektronicznego lub przekazuje się taką wiedzę w ograniczonym, niewystarczającym zakresie. W obliczu stanu wysokiego zapotrzebowania na kadry tej branży oraz stale rosnącego potencjału gospodarczego przedsiębiorstw EMS, bierność właściwych decydentów jest co najmniej niezrozumiała.

Jak zostało już wielokrotnie dowiedzione rachunkiem ekonomicznym, możliwość szybkiego rozwiązania problemu z udziałem zewnętrznego konsultanta-eksperta oraz dostępność takich usług determinuje nie tylko podnoszenie jakości i niezawodności produkowanych wyrobów, ale także optymalizuje koszty produkcji, a co za tym idzie cenę wyroby finalnego.

Nie do przecenienia są również takie aspekty jak szybkość reakcji producenta na zaistniały problem (często w wyniku reklamacji klienta), skuteczność wdrożenia procedur naprawczych, a także efektywność programów kompleksowych modyfikacji w przedsiębiorstwie, podnoszących jakość i niezawodność produkowanych wyrobów. Wydaje się zatem, że propagowanie outsourcingu firm EMS w zakresie badań laboratoryjnych, ekspertyz, jak również szeroko pojętej współpracy z specjalistami, naukowcami w zewnętrznych jednostkach naukowo-technicznych, będzie skutkowało wymiernymi korzyściami dla przedsiębiorstw EMC.

Ranking laboratoriów

Ogólnie krajowe placówki badawcze zaliczają się najczęściej do jednej z trzech grup o podobnej strukturze i profilu. Pierwszą tworzą jednostki przynależne do uczelni lub instytutu badawczego, które realizują badania związanie z pracami naukowymi lub też działalnością dydaktyczną. Laboratoria takie są znakomicie wyposażone w aparaturę, mają kompetentną kadrę techniczną i w coraz większym stopniu otwierają się na współpracę z przemysłem.

Drugą grupę tworzą działy badawcze istniejące przy dystrybutorach produktów związanych z kompatybilnością EMC oraz u producentów elektroniki, którzy mają kompetencje, kontakty oraz wiedzę w tym zakresie. Z reguły są to placówki bez akredytacji, skupiające się na wsparciu dla projektantów. Ich oferta jest często elementem kompleksowej usługi produkcyjnej lub elementem wsparcia technicznego.

Podejście do badań krajowych fi rm produkcyjnych i handlowych
 
Im większa skala działania firmy, tym z reguły jest większe zainteresowanie badaniami. Jest to naturalne, bo większe organizacje mają ułożone relacje z rynkiem, działają z reguły w poukładany, długofalowy sposób. Duże firmy mają też lepsze możliwości finansowe, więcej kadry inżynieryjnej oraz także realizują więcej projektów. Z kolei małe firmy, w tym startupy, najczęściej mają ograniczone budżety inwestycyjne. One chętnie zlecają tworzenie hardware'u do firm EMS zapewniających kompleksowe usługi produkcyjno-projektowe, przez co pozycja na samym dole wykresu jest tu całkowicie zrozumiała.

Trzecią grupę tworzą placówki zajmujące się badaniami innymi niż kompatybilność elektromagnetyczna. Chodzi tu głównie o dystrybutorów aparatury pomiarowej prowadzących kalibrację i wzorcowanie aparatury pomiarowej.

Krajowe laboratoria badawcze w większości nie mają wyspecjalizowanego profilu i z reguły zajmują się badaniem szerokiej grupy urządzeń elektronicznych. Z reguły te większe placówki, zlokalizowane przy uczelniach technicznych i urzędach, mają bardziej ogólny profil w odróżnieniu od mniejszych placówek, które z roku na rok coraz bardziej się specjalizują. Dla większości z nich ta specjalizacja przychodzi naturalnie, bo jest to po prostu konsekwencja kompetencji kadry i firmy, w której osoby te pracują i środowiska, w jakim się oni obracają.

Typy przedsiębiorstw najczęściej zlecających badania
 
Im większa skala działania firmy, tym z reguły większe zainteresowanie badaniami. Jest to naturalne, bo większe organizacje mają ułożone relacje z rynkiem, działają z reguły w poukładany, długofalowy sposób. Duże firmy mają też lepsze możliwości finansowe, więcej kadry inżynieryjnej oraz także realizują więcej projektów. Z kolei małe firmy, w tym startupy, najczęściej mają ograniczone budżety inwestycyjne. One chętnie zlecają tworzenie hardware'u do firm EMS zapewniających kompleksowe usługi produkcyjno-projektowe, przez co pozycja na samym dole wykresu jest tu całkowicie zrozumiała.

Jak wspomniano wcześniej laboratorium w warunkach krajowych zwykle nie jest samodzielne, ale jest częścią większej struktury i ta struktura definiuje profil. W efekcie specjalizacja w dużych placówkach badawczych wynika najczęściej z profilu jednostki macierzystej, np. w pomiarach urządzeń radiokomunikacyjnych może się specjalizować laboratorium Instytutu Łączności lub UKE.

Porównanie ofert w tabelach

 
Plan raportów "Elektronika" na najbliższe miesiące

Zestawienie ofert badań krajowych laboratoriów badawczych zostało przedstawione w tabeli 1. W kolejnych wierszach podany został profil placówki, a następnie ogólna oferta realizowanych badań w czterech kategoriach tematycznych. Zestawienie uzupełnia tabela 2, w której podano dane kontaktowe do firm uczestniczących w zestawieniu.

Robert Magdziak

Źródłem wszystkich danych przedstawionych w tabelach oraz na wykresach są wyniki uzyskane w badaniu ankietowym przeprowadzonym przez redakcję wśród krajowych placówek zajmujących się badaniami urządzeń elektronicznych.

Powiązane treści
Laboratorium Badawczo-Wzorcujące SONEL S.A.
Przegląd możliwości badawczych urządzeń elektronicznych w Instytucie Tele- i Radiotechnicznym
Kontech - usługi konsultingowe dla producentów elektroniki
AMETEK - najwyższe kompetencje w badaniach EMC
Usługi badań i pomiarów - laboratorium W2
Większy zakres wzorcowania w laboratorium Sonela
Rozbudowa laboratorium Lumelu
Laboratorium firmowe z funduszy UE
Salumanus we współpracy z Politechniką Krakowską uruchomił laboratorium dydaktyczne
Laboratoryjna aparatura pomiarowa to awangarda miernictwa i przepustka w nowoczesność w elektronice
Prace nad rozwojem 5G - Intel i Ericsson utworzyli w Gdańsku wspólne laboratorium
Powstało pierwsze laboratorium rozwoju IIoT
Zobacz więcej w kategorii: Raporty
Komponenty
Dystrybucja podzespołów elektronicznych
Produkcja elektroniki
Oszczędność energii w produkcji elektroniki - materiały i urządzenia
Optoelektronika
Oświetlenie LED
Elektromechanika
Przełączniki, przyciski i klawiatury
Optoelektronika
Wyświetlacze i elektroniczny papier
Elektromechanika
Przekaźniki elektromagnetyczne
Zobacz więcej z tagiem: Projektowanie i badania
Gospodarka
SPIE umacnia pozycję w Europie Środkowej dzięki akwizycji czeskiej firmy BLOCK Group
Gospodarka
Optymalizacja procesów projektowych dzięki szablonom w Altium Designer - webinar
Gospodarka
Creotech Instruments z historycznym rekordem w 2025 roku: 370% wzrostu przychodów i przełomowe misje kosmiczne

Jak kompensować moc bierną w małej firmie, by płacić mniej za energię bierną?

Z reguły małej firmy nie stać na zakup automatycznego kompensatora mocy biernej. Niemniej, sytuacja nie jest bez wyjścia i w tym artykule na prostym przykładzie pokazane zostało podejście do rozwiązania problemu mocy biernej.
Zapytania ofertowe
Unikalny branżowy system komunikacji B2B Znajdź produkty i usługi, których potrzebujesz Katalog ponad 7000 firm i 60 tys. produktów