Электрическое тестирование крупногабаритных изделий

Организация оптимального процесса тестирования предполагает достижение максимальной отдачи от внедрения оборудования. Под этим подразумевается увеличение тестового покрытия и производительности, а также подбор оптимальной конфигурации оборудования. При этом важно спланировать и то, как будут расставлены тестовые системы и насколько можно облегчить и ускорить работу операторов. Также необходимо сформировать план последовательности действий операторов и предусмотреть возникновение потенциальных проблем. Все это следует сделать уже на этапе разработки технического задания на поставку оборудования.

Как пример организации производства, на который стоит ориентироваться, можно привести завод «Бомбардье» в Берлине. В рамках подготовки к реализации проекта поставки тестера W434R для проверки бортовой сети электровоза сотрудники «Совтест АТЕ» посетили участок тестирования поездов на производстве «Бомбардье», где ознакомились с подходом специалистов компании Weetech к организации тестового участка и подготовке технического решения для проверки поездов (рис. 1).

Рис. 1. Трамвай Flexity outlook, тестируемый на производстве «Бомбардье»

До внедрения решений Weetech на заводе уже использовалось автоматическое тестовое оборудование. Основная задача заключалась в том, чтобы не только заменить устаревшую аппаратуру, но и максимально оптимизировать сам техпроцесс на участке тестирования (рис. 2). До этого тестирование и устранение недостатков одного поезда, состоящего из пяти вагонов, занимало более месяца, из них почти две недели уходило на подключение и отключение переходных жгутов от тестера к изделию. Однако за счет правильной организации процесс поиска и устранения всех дефектов удалось сократить до 2–3 недель, вдвое увеличив производительность. Такие результаты были достигнуты благодаря тому, что перед приобретением оборудования начальник участка тестирования, непосредственно заинтересованный в оптимальной организации участка, совместно со специалистом Weetech, хорошо знающим данную область, досконально проработали все необходимые нюансы.

Рис. 2. Тестирование трамвая на заводе «Бомбардье»

По наблюдениям специалистов «Совтест АТЕ», на предприятиях в России на этапе разработки технического задания часто не уделяется должного внимания вопросам внедрения покупаемого оборудования в техпроцессы предприятия. В основном в отдел закупок поступает описание необходимого оборудования с минимальным набором параметров, эти характеристики отправляют поставщикам, и на их основе определяется предлагаемая конфигурация, зачастую без учета всех особенностей дальнейшей эксплуатации. В результате снижается эффективность затрачиваемых средств на приобретение оборудования.

Знакомство с производством «Бомбардье» произошло в рамках подготовки к разработке и выполнению поставки решения для участка тестирования магистрального грузового электровоза двойного питания 5‑го поколения 2ЭВ120 (рис. 3). Это новейшая разработка грузового электровоза фирмы ПЛК совместно с компанией «Бомбардье». На данный момент опытная эксплуатация тестера завершена, по ее итогам мы можем оценить реальные результаты примененных конструкторских решений.

Рис. 3. Электровоз 2ЭВ120

При проектировании тестовой системы было проработано множество вариантов организации процесса контроля для обеспечения оптимальной производительности при минимальных затратах заказчика. Основные сложности проверки электровоза были связаны с большим количеством разъемов (свыше 400), к которым требовалось подключать тестер, а также высоким напряжением тестирования более 2500 В переменного напряжения. Причем разъемы были распределены по длине всего электровоза, то есть более 20 м. А требования по высокому напряжению приводили к необходимости использования крупногабаритного тестового оборудования.

Рассматривалось два основных подхода к организации тестирования.

Вариант 1

Стойки с тестовым оборудованием (рис. 4) размещают около объекта тестирования, объект контроля подключается переходными жгутами. Преимущество такого подхода — простота реализации тестового оборудования, что немного снижает стоимость самого оборудования. Однако такой вариант предполагает наличие сотен переходных жгутов длиной более 25 м каждый (в данном проекте свыше 500 кг жгутов). Помимо высокой стоимости данных кабелей, требуется много времени на подключение тестера к объекту контроля.

Рис. 4. Стоечное исполнение тестера W454

Таким образом, неудобство работы с длинными жгутами снижает производительность оборудования практически в 2–3 раза. При этом из-за большой длины жгуты могут быть не только повреждены, но и вносить искажения в измеряемые параметры. К сожалению, поскольку данный вариант реализации не требует навыков/опыта у поставщиков, его достаточно часто выбирают в РФ.

Вариант 2

Тестовая система состоит из одной тестовой стойки управления и нескольких небольших переносимых блоков коммутации до 10 кг каждый (рис. 5). Такой вариант исполнения оборудования немного дороже, однако позволяет устанавливать блоки коммутации в непосредственной близости от разъемов тестируемого изделия. В итоге переходные жгуты имеют длину не более 2 м.

Рис. 5. Исполнение тестера W454 с двумя переносными блоками

Подобный вариант исполнения тестера W454 часто используют в Европе для проверки крупных изделий. За счет нескольких небольших блоков и коротких проводов существенно сокращается время на подключение тестера к изделию. Единственный недостаток состоит в том, что его стоимость выше первого варианта на 15–20%. Но это полностью компенсируется за счет увеличения итоговой производительности системы, большей гибкости и простоты эксплуатации, уменьшения стоимости переходных жгутов.

У обоих вариантов есть свои плюсы и минусы, но очевидно, что важно максимально упростить процесс подключения тестового оборудования к электровозу, используя наиболее дешевые конструкции. Для реализации проекта специалисты «Совтест АТЕ» решили не придерживаться стандартных подходов, а разработать специальную конфигурацию, обеспечивающую максимальный результат при минимальных затратах.

В итоге из-за более низкой стоимости была выбрана конфигурация оборудования из трех стоек (вариант 1), показанная на рис. 6. Но для максимального сокращения длин переходных жгутов и более удобного подключения тестового оборудования к электровозу было принято решение разместить стойки как можно ближе к местам подключения переходных жгутов.

Рис. 6. Выбранная конфигурация тестера

Для этого оптимально подошел этап сборки электровоза, когда жгуты уже смонтированы, но крыша локомотива еще не установлена.

Это позволило разместить на электровозе специальные металлические траверсы (рис. 7, 8) со стойками тестера так, чтобы переходные жгуты тестера располагались в непосредственной близости к месту подключения. Такой подход позволил переносить блоки тестера и жгуты не вручную, а краном, находящимся в цехе сборки. За счет этого процесс тестирования стал еще быстрее и проще, чем рассматриваемый нами вариант с переносимыми блоками.

Рис. 7. Траверсы с тестером, установленные на электровозе 2ЭВ120

Рис. 8. Переходные жгуты тестера, уложенные на траверсе

Таким образом, благодаря правильному проектированию поставляемого решения «Совтест АТЕ» удалось за стоимость самого бюджетного оборудования предложить и внедрить в производство решение, в несколько раз превышающее его по производительности, простое в эксплуатации и решающее все возлагаемые на него задачи. Итоговое время подключения тестера более чем к 400 разъемам электровоза одним человеком составило не более 4 ч. Сам процесс автоматического тестирования не превышает 1 ч. То есть одна единица тестового оборудования (рис. 9) обеспечивает проектную производительность завода в 300 секций локомотива в год, что на начальных этапах считалось недостижимым результатом. Благодаря полной автоматизации процесса тестирования можно быть уверенным в качестве электровозов 2ЭВ120. Любой, даже скрытый дефект, допущенный во время сборки, будет обнаружен на этапе проверки. Оборудование позволяет локализовать каждый изъян и указать в отчете все необходимые доработки проверяемого изделия. Пока все дефекты не будут устранены, электровоз не выйдет с завода.

Рис. 9. Вид на тестер из электровоза

Данный опыт внедрения оборудования в производство наиболее ярко показывает, что предварительная проработка проекта поставки оборудования с поставщиком может существенно уменьшить бюджет и увеличить производительность поставляемой системы.

Конечно же, следует отметить, что не существует универсальных вариантов, которые подходили бы для решения всех без исключения задач. В каждом конкретном случае требуется индивидуальный подход к организации тестирования. Однако очевидно, что закупка оборудования без полного понимания процесса работы с ним в дальнейшем приводит к тому, что в итоге не всегда удается оптимально встроить его в процесс производства. Таким образом, привлечение компетентных специалистов и совместная работа с поставщиком на результат всегда принесут значительно больший эффект при меньших затратах.