Un fattore chiave nello sviluppo di nuove apparecchiature di test è la collaborazione tra produttori e clienti per identificare le sfide che gli ingegneri si trovano ad affrontare. Sebbene gli sforzi continuino a concentrarsi sul miglioramento della precisione e della larghezza di banda delle misurazioni, molti cambiamenti di progettazione sono dettati dalle modalità di utilizzo degli strumenti.
“L'elemento essenziale sono i clienti. Progetteremo i prodotti in base al modo in cui li utilizzeranno. È fondamentale semplificare il loro lavoro”, afferma Justin Sheard, ingegnere senior e specialista in imaging industriale presso Fluke.
Bradley Odhner, responsabile marketing tecnico di Tektronix e Keithley, concorda e sottolinea che l'azienda impiega persone il cui ruolo principale è proprio quello di svolgere questo tipo di lavoro con i clienti. "Dedichiamo molto tempo a parlare con i clienti per capire di cosa hanno bisogno ora, ma soprattutto di cosa avranno bisogno tra qualche anno."
I clienti ispirano nuove funzionalità.
Un approccio incentrato sul cliente ci permette di comprendere non solo come gli ingegneri interagiscono con gli strumenti, ma anche quali tipi di funzionalità devono supportare i nuovi strumenti. Ad esempio, l'efficienza energetica è già una priorità assoluta per molti team di ingegneri. La disponibilità e il costo ambientale delle risorse utilizzate nei prodotti fabbricati sono sempre più importanti per la società e, di conseguenza, per i team di ingegneria di prodotto. Kai Scharrmann, responsabile vendite di Hioki Europe, sottolinea il lavoro svolto nella progettazione delle batterie: "Le celle in fase di sviluppo si concentrano sull'immagazzinare più energia nello stesso spazio, o addirittura in uno spazio minore. Ma non è l'unico requisito. C'è anche una forte spinta a ridurre la quantità di elementi inquinanti e difficili da reperire, come il cobalto. Le batterie di ultima generazione sono molto più ecocompatibili e contengono solo una frazione del cobalto utilizzato dieci anni fa."
Queste esigenze di mercato, a loro volta, influenzano le funzionalità che i produttori integrano nelle loro apparecchiature di prova. Trovare alternative al cobalto non è stato facile, poiché è stato spesso dimostrato che il cobalto si degrada nel tempo. Le misurazioni ripetute e automatizzate durante le prove di stress saranno cruciali per identificare potenziali composti chimici e algoritmi di controllo del carico, rendendoli caratteristiche importanti nelle apparecchiature di prova.
La richiesta di nuove soluzioni può generare nuove forme di strumentazione, afferma Sheard. "La nostra missione è far sì che il mondo continui a funzionare. Creiamo strumenti da mettere nelle mani di coloro che mantengono operative le attività, e questo si applica a molti prodotti diversi". Sheard cita l'esempio della manutenzione di motori industriali e macchine utensili. "Motori, cuscinetti e altri componenti meccanici sono sottosistemi che costituiscono il cuore di una fabbrica, ma la loro manutenzione è costosa".
Un problema importante è che molte tecniche di analisi convenzionali possono esaminare solo la superficie di queste parti in movimento. Tuttavia, poiché sono in grado di penetrare il materiale, le onde acustiche possono rivelare molto di più ai tecnici e agli ingegneri addetti alla manutenzione, mostrando la presenza di guasti all'interno di cuscinetti e motori. Per introdurre l'imaging acustico negli impianti di produzione, Fluke ha integrato questa tecnologia nei suoi strumenti portatili ii900 e ii910. "L'imaging acustico sta facendo ora quello che la termografia faceva 10, 15 o 20 anni fa, rivoluzionando la produzione e la manutenzione preventiva", spiega Sheard.
Miglioramenti dell'usabilità:
l'attenzione alle esigenze dei clienti ha spinto produttori come Tektronix a ripensare le interfacce utente dei propri strumenti per aiutare i clienti a eseguire le misurazioni necessarie più rapidamente. "Abbiamo notato una tendenza tra gli ingegneri a voler fare le cose più velocemente e più facilmente", spiega Odhner. Il primo passo è stato quello di ideare una nuova interfaccia progettata da zero, che ha riscosso un riscontro positivo da parte dei clienti. "Questa nuova interfaccia utente è diventata l'interfaccia utente standard per i nostri oscilloscopi delle serie 3, 4, 5 e 6."
Grazie alla crescente disponibilità di software di strumentazione, non è necessario attendere l'arrivo di nuovo hardware per beneficiare dei miglioramenti in termini di usabilità. "I clienti possono semplicemente scaricare l'ultima versione del software e ottenere retroattivamente tutte le funzionalità aggiuntive", afferma Mike Purday, responsabile della regione EMEA di Pico Technology. "Stiamo lavorando a un importante aggiornamento che sarà disponibile gratuitamente per i possessori di PicoScope.".
La tecnologia avanzata influenza lo sviluppo di sistemi a basso costo.
Alcune delle funzionalità che in futuro saranno integrate negli strumenti convenzionali sono già disponibili oggi in prodotti specializzati. Man mano che il costo dell'elettronica diminuisce grazie alla curva di apprendimento del prodotto, i progressi dello sviluppo vengono incorporati in sistemi a basso costo. "È la stessa situazione che si verifica in Formula 1, dove le case automobilistiche investono in team di alto livello. Tutte le apparecchiature e le tecnologie di alto livello utilizzate nelle auto da corsa vengono poi trasferite alle auto di serie. Applichiamo lo stesso approccio allo sviluppo dei nostri prodotti", afferma Scharrmann. "Oggi produciamo sensori di corrente specializzati in grado di misurare 800 A a 4 MHz. Questa tecnologia, questo know-how e questa esperienza vengono trasferiti, ad esempio, a un misuratore standard. Questo è uno dei motivi per cui i nostri amperometri a pinza sono così precisi."
Mike Hoffman, responsabile della regione EMEA per Pico Technology, osserva lo stesso fenomeno con gli oscilloscopi. "In passato abbiamo visto che un oscilloscopio da 1 GHz era la Ferrari degli oscilloscopi. Poi, con il passare del tempo, con l'avanzare della tecnologia, i componenti necessari per realizzare un oscilloscopio da 1 GHz sono diventati più economici da produrre. Oppure, inventiamo nuovi modi per costruirlo e renderlo più accessibile."
I produttori di apparecchiature di collaudo tengono d'occhio gli sviluppi della ricerca anche in campi più ampi. Questo li aiuta a identificare le tecnologie da integrare negli strumenti all'avanguardia. "Trascorro buona parte del mio tempo ogni mese leggendo articoli scientifici su riviste specializzate, non solo per scoprire le ultime novità tecnologiche, ma anche per capire quali test gli scienziati utilizzano per valutare le loro tecnologie", afferma Odhner, aggiungendo che questi tipi di circuiti di misurazione saranno importanti per ampliare la gamma di strumenti esistenti e creare nuovi tipi di prodotti. "Iniziano con la ricerca di base e si evolvono nella produzione di massa fino a diffondersi ampiamente.".
Definizione di nuovi standard per l'innovazione
Infine, la standardizzazione è un ambito che le aziende di test monitorano e a cui partecipano attivamente. L'Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) e organizzazioni simili promuovono attivamente le capacità e le prestazioni di PCIe, Ethernet, Wi-Fi e altri standard di comunicazione. I produttori di strumenti di test svolgono un ruolo attivo in molte di queste organizzazioni. "Nel caso del PCIe, ad esempio, partecipiamo a questi incontri per cercare di definire lo standard e anche per comprenderne il futuro, in modo da poter iniziare a sviluppare apparecchiature che lo soddisfino", afferma Odhner.
Un altro aspetto della partecipazione agli organismi di normazione, così come dell'interazione con il mondo accademico, è la necessità di garantire che i protocolli sviluppati possano essere testati efficacemente e di determinare se siano necessari metodi alternativi. "Quando si parla di misurazioni di basso livello, una delle prime domande che ci si pone è: fino a che punto posso misurare? Ci sono limiti fondamentali", spiega Odhner. "L'universo non ci permette di misurare determinate sollecitazioni in determinati materiali resistenti perché, di fatto, si incontra il principio di indeterminazione. Nel nostro universo, esistono limiti fisici a ciò che può essere misurato."
La tecnologia continuerà a evolversi, ma i produttori di apparecchiature di collaudo hanno accolto questa realtà adattandosi tempestivamente e garantendo agli ingegneri le soluzioni di collaudo necessarie per promuovere l'innovazione e portare a termine i loro progetti.
Autore: Cliff Ortmeyer, Responsabile globale del marketing tecnico presso Farnell
