Le test fonctionnel s`appuie sur des standards pour le

Reportage
Vu
chez
Alstom
Solutions
TEST DE CARTES ÉLECTRONIQUES
Le test fonctionnel s’appuie sur des
standards pour le contrôle des cartes
électroniques en moyennes séries
▼
Dans l’unité de production et réparation de cartes électroniques de l’Etablissement de Ludres appartenant au groupe Alstom, 700 références se côtoient. On y trouve aussi bien des moyennes que des petites séries. Les premières concernent surtout la production de produits récents et se caractérisent par l’intégration des dernières technologies en électronique. Les secondes sont le plus souvent des fabrications pour le marché des pièces de rechange.
L’Etablissement a renouvelé récemment des équipements de test devenus obsolètes, en veillant bien à ce que le nouveau système puisse tester toutes les cartes, y compris les plus anciennes. Le système retenu est un testeur fonctionnel basé sur des standards de l’instrumentation. Grâce à cette ouverture, il peut prendre en compte toutes les contraintes techniques du site. De plus, les équipes de Ludres
peuvent assurer elles-mêmes en interne les éventuelles évolutions et la maintenance du testeur.
S’
il vous arrive de prendre le métro
à New-York, si vous prenez le
TGV pour joindre Lyon, si vous
partez en croisière sur un paquebot ou si vous visitez une centrale électrique
à turbines à gaz et à cycle combiné au Qatar,
vous utilisez des équipements fabriqués par
Alstom. Par l’intermédiaire de ses quatre secteurs, à savoir Power,Transport,Transmission
& Distribution et Marine, le groupe français
est présent dans des secteurs d’activités aussi
variés que le transport ferroviaire, le transport maritime et les
L’essentiel
infrastructures pour
Le site de Ludres fabrique,
l’énergie (réseaux de
pour certaines entités du
distribution, logiciels
groupe Alstom, près de
de gestion d’énergie
700 références de cartes élecélectrique, turbines à
troniques. Moyennes et
gaz).
petites séries cohabitent.
Le site de Ludres dans
En matière de tests, les opéla banlieue nancéenne
rateurs jouent un rôle essentiel durant le procédé. Toutes
est l’une des unités de
les techniques électriques
fabrication du secteur
sont mises à profit en fin de
Transmission & Districhaîne pour s’adapter à la
bution.
multitude des références.
On y fabrique des
Pour remplacer certains syscartes destinées à des
tèmes obsolètes, le testeur
fonctionnel de Larisys a été
automates industriels,
retenu. Ces architectures
à des automates intématérielle et logicielle sont
grés dans les métros,
basées sur les standards du
des cartes de commarché.
mande de moteurs
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pour la marine, des cartes pour la régulation des cuves d’électrolyse d’aluminium,
des cartes pour bus de terrain WorldFip… En
tout, on dénombre près de 700 références
avec des volumes de production globaux
s’élevant entre 40000 et 60000 cartes par
an. L’Etablissement assure aussi le Service
Après-Vente (SAV) de tous ses produits fabriqués, aussi bien le dépannage sur site que
la réparation en usine. « Le SAV est une activité
historique à Ludres.Afin d’éviter les risques d’obsolescence ou de rupture de stock, nous assurons un stock de
fin de vie ou la recherche de composants équivalents avec
adaptation si nécessaire en étroite collaboration avec les
bureaux d’étude », explique Angelo Tiberi du
Département Technique et Méthode. Par
conséquent, en plus de la grande variété de
cartes électroniques, se côtoient aussi toutes
les technologies de composants, aussi bien
des composants traditionnels datant de dix
ou quinze ans que des Composants Montés
en Surface (CMS) et autres nouvelles technologies.
début de l’industrialisation. L’Etablissement de Ludres propose à ses clients des
recommandations sous la forme d’une
charte, qui définit les critères d’accessibilité à la carte, afin de faciliter la fabrication et le test des cartes.
Au niveau de la fabrication proprement
dite, un mot résume bien le défi qui doit
être relevé quotidiennement : « souplesse ». Il faut en permanence s’adapter en
temps réel à la fabrication successive de
petites et moyennes séries.
L’établissement comporte deux grandes
sections, l’une pour la fabrication de cartes
avec composants CMS, l’autre pour la fabri-
Des lignes contrôlées à
chaque étape par des opérateurs
En ce qui concerne les nouvelles cartes
électroniques, la première étape est l’industrialisation des produits. Les équipes
de Ludres souhaitent évidemment travailler
le plus en amont possible avec les clients,
dès la réalisation des fichiers CAO et le
MESURES 752 - FEVRIER 2003
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cation de cartes avec composants traversants classiques.
La ligne de fabrication CMS est située dans
un local isolé pour assurer des conditions
ambiantes stables en termes de température et d’hygrométrie. Elle comprend une
machine de sérigraphie, deux machines
de placement, sur lesquelles sont ventilés
tous les composants CMS à poser, et un
four à refusion. Des prélèvements sont
effectués par les opérateurs tout au long
du cycle de montage : après la sérigraphie
pour vérifier la dépose de la crème, au
niveau des machines de placement pour
s’assurer de la présence du bon positionnement des composants, de leurs valeurs,
du type de boîtier CMS, etc. et à la sortie
du four de refusion pour contrôler la qualité de la soudure. Le but est de maîtriser
toute dérive du procédé.
Dans la section “montage composants
traditionnels”, on trouve un système de
soudure à la vague et dix postes en ligne
pour une future automatisation du procédé. Là encore, des opérateurs prélèvent
des cartes avant et après le passage à la
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Vu
chez
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L’Etablissement de Ludres fabrique près de 700 références de
cartes électroniques pour certaines entités du groupe.Pour tester
électriquement les petites et moyennes séries,toutes les techniques
sont mises à profit en fin de chaîne et les responsables de test font
confiance aux standards pour les nouveaux testeurs fonctionnels.
vague. Avant, ils contrôlent la valeur, le
positionnement et le sens des composants traversants. Après le passage à la
vague, ils s’intéressent à l’aspect et à la
qualité des joints de soudures.
« Au vu des moyennes et petites séries fabriquées, le
contrôle visuel par des opérateurs est le mieux adapté, et ce d’autant plus que les opérateurs sont polyvalents. Un système d’inspection optique automatique
(AOI) pénaliserait trop les cycles de fabrication. Par
contre, il se justifie pour contrôler certaines phases
du procédé de fabrication comme par exemple la qualité de la dépose de crème à braser lors de l’opération
de sérigraphie. Nous y réfléchissons », commente M.Tiberi.
Une panoplie de tests électriques
La section test dispose des compétences en interne pour développer et faire évoluer les moyens de test fonctionnel en fonction des
différents types de cartes électroniques fabriquées.
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A la fin du cycle de fabrication toutes les
cartes électroniques sont contrôlées.
« Lorsque l’on me demande quel est le taux de défauts
après test,je réponds :“zéro” » souligne M.Tiberi. Mais ce n’est pas une mince affaire ! La
stratégie de test est définie en fonction de
différents critères et en accord avec le
client telle que :
- la technologie du module électronique ou
de l’équipement à tester,
- l’accessibilité des points de test,
- le nombre et le type de réglage
- les exigences clients
Pour être en mesure de répondre à
toutes les configurations possibles, les
techniciens ont à leur disposition une
panoplie d’outils de tests électriques et
physiques. Le cycle standard comprend
trois étapes.
La première consiste à rééaliser un test
in situ (cela représente 70 % du procédé de test). Pour le contrôle des cartes
du type prototypes ou pré-séries, un
test à sondes mobiles est éventuellement utilisé.
Le groupe Alstom
Le groupe Alstom est spécialisé dans les infrastructures pour l’énergie et le transport. Sous
cette dénomination, on retrouve quatre secteurs, chacun correspondant à un grand secteur
industriel. Le secteur Transmission & Distribution est un leader sur le marché dérégulé de
l’énergie. Le secteur Transport et le secteur
Marine développent et fabriquent des produits
pour les transports ferroviaire et maritime. Le
secteur Power est le fournisseur de services le
plus complet dans la production d’énergie. Au
cours de l’exercice 2002, le chiffre d’affaires du
groupe s’est élevé à 23,4 milliards d’euros pour
un effectif de 112 000 personnes.
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Reportage
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Deuxième étape, le burn-in est un test
de vieillissement accéléré. Les cartes
sont placées sous tension dans des
étuves et subissent des chocs thermiques.
La troisième étape porte sur le test fonctionnel.Vu la diversité des configurations
possibles, l’établissement de Ludres a
opté pour un service de test électrique
sous la forme d’îlots. Chaque îlot est
dédié à un type de mesure ou à un produit (automates, régulateurs). Cette
architecture permet de centraliser les
moyens de test pour une même gamme
de produits.
Pour s’adapter aux différentes quantités
de cartes électroniques à produire, l’Etablissement dispose de testeurs fonctionnels sur table semi-automatique pour les
petites séries et de testeurs automatiques,
développés en interne et/ou achetés sur
le marché, pour les moyennes séries.
Compte tenu de la multitude de références de cartes et de la diversité des
besoins (production, réparations), Alstom
Ludres doit être très réactif et avoir des testeurs toujours opérationnels. Pour cette
raison une section test ayant les compétences en interne peut intervenir à tout
niveau sur les testeurs, de la conception à
la maintenance. Il est fait également appel
à des sociétés spécialisées pour la four-
Pour remplacer
plusieurs systèmes
obsolètes,le testeur
LA 6030 de Larisys a été retenu
pour son ouverture
matérielle et logicielle.Il réduit les
temps de développement et offre une
souplesse d’utilisation et d’évolution.
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Larisys et son testeur “intégral” LA 6030
Située dans le Bas-Rhin, Larisys est
connue depuis une quinzaine d’années dans le domaine de la sous-traitance en test électronique, développement de programmes et fabrication
d’interfaces et dans le développement
de logiciels de CFAO, dont le logiciel
de FAO Migger. Il y a trois ans, la
société s’est lancée sur le marché des
testeurs de cartes électroniques.
Le système LA 6030, produit phare de
la société, se distingue par sa très
grande flexibilité. C’est à la fois un
testeur in situ analogique (600 points
de test), un testeur fonctionnel, un
testeur boundary scan, un système de
niture d’outils de test. Ce qui est le cas
avec Larisys.
Un testeur fonctionnel basé
sur des standards
Comme tout industriel, l’Etablissement de
Ludres est amené à remettre ses équipements à niveau. C’est ce qui est arrivé
récemment pour ses systèmes de test fonctionnel. Plusieurs testeurs de marques différentes étaient vieillissants. Ils étaient dédiés
au contrôle de
petites séries. « Ces
systèmes,toujours opérationnels mais devenus
obsolètes, posaient
quelques problèmes de
maintenance », souligne M.Tiberi. Le
cahier des charges
imposait donc
que le nouveau
testeur conserve
les possibilités de
test antérieures. Il
stipulait des caractéristiques précises sur outils
telles que :
- les alimentations
variables continues
avec 0V isolé,
- les appareils de
mesure (multimètre, mesures
d’événements
séquenceur
et
compteur),
contrôle optique des voyants et des
afficheurs. Le LA 6030 offre même la
possibilité d’inspecter les soudures et
les composants. Afin de laisser à l’utilisateur la maîtrise de ses tests, le testeur a été conçu à partir d’éléments
standards du marché. Son architecture modulaire s’appuie sur les ressources au format PXI et GPIB, ce qui
le rend ouvert et évolutif.
Larisys
Z.I. rue Jean-Louis Guiot
67220 Villé
Tél. : 03 88 58 98 93
Fax : 03 88 58 98 98
www.larisys.com
- la source de tension,
- le générateur de fonctions (carré, triangle
et sinus),
- les entrées/sorties analogiques et
numériques 5 V et les commandes de
relais.
« Afin de pouvoir intégrer aussi bien des technologies
anciennes que des technologies plus récentes, il faut
que le testeur fonctionnel repose sur une architecture
ouverte.Ce qui est le cas du testeur LA 6030 de Larisys qui offre le niveau d’ouverture, tant matérielle que
logicielle, que nous recherchons », commente
M.Tiberi.
Au niveau matériel, l’ouverture est assurée
par une architecture basée sur des ressources
standards du marché, à savoir des ressources
aux formats PCI, PXI ou GPIB. Il est facile de
modifier et de faire évoluer les fonctionnalités du testeur en changeant seulement la ou
les ressources nécessaires selon les besoins
de la nouvelle carte à contrôler. Cette ouverture est aussi une garantie pour l’avenir. L’Etablissement de Ludres est en mesure de poursuivre l’exploitation des systèmes par ses
propres moyens.
On retrouve également des standards pour
l’aspect logiciel. Pour le système d’exploitation,Windows est incontournable. Pour
les logiciels de développement des programmes de test, une Interface HommeMachine (IHM) évoluée a été recherchée :
il n’est plus nécessaire d’écrire des lignes
de code, ce qui réduit les délais de programmation. Les techniciens en charge des
développements y gagnent en clarté et en
compréhension par la programmation par
fonctions.
Cédric Lardière
MESURES 752 - FEVRIER 2003