Zgodność ze standardami systemów elektronicznych: certyfikacja, testy i weryfikacja

Uwaga: to pytanie dotyczy technicznych aspektów zgodności z branżą elektroniki użytkowej i jako takie uważam, że jest objęte zakresem tej witryny. To pytanie dotyczy zgodności, a zgodność jest absolutnie jakościowym aspektem inżynierii / projektowania.

Inżynier ma świetny pomysł na gadżet elektroniczny, powiedzmy „ Widget 5000 ” ( W5K ). Tak naprawdę nie ma znaczenia, czym jest W5K lub co robi (!).

Ten inżynier projektuje prototyp W5K i tworzy startup. Uzyskuje fundusze na uruchomienie i musi teraz upewnić się, że wersja produkcyjna W5K jest zgodna ze wszystkimi niezbędnymi standardami, aby była bezpieczna dla rzeczywistego wykorzystania produkcji (prototyp / weryfikacja koncepcji jest niczym innym klasa produkcyjna).

Być może W5K to nie tylko urządzenie elektroniczne, ale może wykorzystuje komunikację radiową. W tym przypadku jestem pewien, że FAA chce się upewnić, że nie będzie przeszkadzać w ruchu lotniczym, itp. Być może W5K jest również używany jako urządzenie medyczne, a zatem musi być zgodny z pewnymi standardami technologii medycznej, takimi jak IEC 6061 i / lub inne.

Firmy takie jak UL oferują szeroki zakres usług w zakresie testowania, weryfikacji, weryfikacji i certyfikacji elektroniki.

Rozłączam się: skąd nasz inżynier dokładnie wie, z których usług musi skorzystać, aby bezpiecznie sprzedawać W5K na półkach sklepowych?

Wyobrażam sobie, że wszelkiego rodzaju byty chcą mieć coś do powiedzenia w tej sprawie:

• Detaliści / rynki - wyobrażam sobie, że wielu detalistów nie będzie nosić twojego produktu, chyba że będzie certyfikowany przez jedną z wielkich firm (ponownie, takich jak UL itp.)
• Przewoźnicy ubezpieczeniowi - wyobrażam sobie, że przewoźnicy nawet nie sprzedają naszemu inżynierowi różnych polis (odpowiedzialność ogólna, odpowiedzialność zawodowa itp.), Chyba że W5K spełnia podobne standardy
• Systemy sądowe - jeśli start naszego inżyniera zostanie pozwany, ponieważ jeden W5K złapał dom klienta w pożarze, jestem pewien, że systemy sądowe sprawdzą, czy W5K spełnia określone standardy, i wezmą to pod uwagę przy podejmowaniu decyzji
• Federalne agencje - jestem pewien, że różne agencje (FAA itp.) Chcą upewnić się, że W5K jest bezpieczny i zgodny z różnych oczywistych powodów
• Stowarzyszenia profesjonalne - być może istnieją stowarzyszenia profesjonalne lub stowarzyszenia elektroniki użytkowej, które po prostu nie będą miały nic wspólnego ze startem naszego inżyniera, jeśli W5K nie spełni określonych wymagań
• ... i jestem pewien, że tęsknię za wieloma innymi!

Po przejrzeniu gry myślę, że ten rodzaj decyzji sprowadza się do ochrony przed 3 scenariuszami:

1. Startowanie jest pozwane (przez kogokolwiek z dowolnego powodu) i chcesz upewnić się, że Twój adwokat jest uzbrojony w odpowiednią dokumentację potwierdzającą, aby udowodnić, że zrobiłeś wszystko, co w Twojej mocy, aby zagwarantować bezpieczeństwo, aby zminimalizować ryzyko utraty pozwu. Taki wysiłek jest łatwiejszy, jeśli certyfikacja (certyfikaty) produktu obejmuje charakter garnituru; i
2. Uruchomienie jest pozwane (przez kogokolwiek z dowolnego powodu) i przegrywasz. W takim przypadku wniesiesz roszczenie do swojego przewoźnika, aby zapłacić kwotę pozwu, i musisz upewnić się, że przewoźnik nie może odmówić roszczenia, ponieważ nie masz odpowiednich certyfikatów; i
3. Agencja stanowa i / lub federalna wszczyna dochodzenie w sprawie twojego produktu, dowiaduje się, że nie jesteś zgodny z prawem ze standardem, który musisz spełnić, i nakłada na ciebie grzywny / pozwy.

Wiem, że nie ma tu srebrnej / magicznej kuli. Pytam jednak: w jaki sposób nasz inżynier może przejść do ustalenia, jakie standardy musi spełnić W5K? Jestem pewien, że istnieją najlepsze praktyki w branży dotyczące podejmowania tego rodzaju decyzji ...

Mogę tylko odpowiedzieć na to pytanie z mojego punktu widzenia, więc robię to, aby rozpocząć rozmowę, nie dlatego, że oczekuję, że będzie to przykładowa odpowiedź!

EDYCJA: istnieje BARDZO dobra odpowiedź ESE , która moim zdaniem mogłaby zainteresować każdego, kto to czyta.

Zacznę od stwierdzenia, że ​​mieszkam w Wielkiej Brytanii i pracuję w małej, młodej firmie (nie znoszę słowa startup), która produkuje produkty na sprzedaż na całym świecie.

Kiedy po raz pierwszy musiałem rozważyć zatwierdzenie i zgodność produktu, który zaprojektowałem, nie miałem pojęcia, od czego zacząć. TL; DR - współpracowaliśmy z UL, który doradził nam w sprawie standardów, które według nich miały zastosowanie do naszego produktu, wraz z praktycznymi poradami. Kazaliśmy im przetestować wszystko, co zalecili i od tamtej pory nie mieliśmy z tym problemu. Nasz produkt jest jednak dość prosty. Teraz, gdy rozumiem więcej na temat egzekwowania prawa i implikacji standardów, które testowaliśmy, prawdopodobnie postąpiłbym inaczej w przyszłości (mniej testów i niektóre z nich wykonuję wewnętrznie).

Nasz produkt to komputer jednopłytkowy kompatybilny z Arduino. Stworzyliśmy początkową serię za pośrednictwem Kickstarter i martwiłem się o certyfikację dopiero po tym fakcie - w przyszłości przeprowadziłbym wcześniej wstępne testy. W czasie, gdy prowadziliśmy Kickstarter, podnieśliśmy najwyższą sumę w historii Wielkiej Brytanii (dawno przyćmioną przez innych). W ten sposób UL faktycznie się z nami skontaktował, mówiąc w zasadzie „nie jesteśmy wielkim korporacyjnym potworem - możemy również współpracować z małymi firmami” - więc postanowiliśmy pójść z nimi jako ugruntowaną nazwę.

Wstępne dyskusje obejmowały wiele gruntów, które były dla mnie zupełnie nowe:

• Oznakowanie CE to coś, co robisz jako firma. Od Ciebie zależy ustalenie, jakie odpowiednie normy mają zastosowanie do Twojego produktu, przetestowanie produktu pod kątem zgodności z nimi, a przy założeniu, że produkt przejdzie, oznaczasz go symbolem CE (istnieją zasady dotyczące tego, jak to zrobić) i zachowujesz dokumentacja wyników testu na wypadek, gdyby ktokolwiek musiał ją przesłuchać w przyszłości. UL może doradzić w tej sprawie i przeprowadzić testy w Twoim imieniu - i sporządzić dokumenty, które trafią do Twojej dokumentacji - ale nie oznaczają, że produkt jest zgodny z CE.
• Jako niezamierzony grzejnik nie potrzebowaliśmy identyfikatora FCC na sprzedaż w USA - musieliśmy jednak przestrzegać norm emisji promieniowania FCC.
• Ważne jest, jak opisujesz swój produkt. Gdybyśmy sklasyfikowali nasz produkt jako urządzenie niskonapięciowe, musielibyśmy przejść testy przeciwprzepięciowe - klasyfikując go jako akcesorium komputerowe USB, nie musieliśmy.
• Ponadto ważny jest sposób, w jaki rekomendujesz i pokazujesz używany produkt. Nasz produkt zachęca ludzi do podłączania innych urządzeń (szczególnie krokodylków) do tablicy. Podczas testowania należy umieścić je w najbardziej niekorzystnej pozycji dla tego konkretnego testu (często rozprzestrzeniają się tak szeroko, jak to możliwe w przypadku badania emisji / odporności na promieniowanie). Zapewniając, że w jakimkolwiek przykładzie na naszej stronie internetowej pokazujemy tylko krótkie kable, moglibyśmy testować tylko te kable - gdybyśmy kiedykolwiek zalecali lub pokazywali dłuższe kable, można argumentować, że zachęcamy do tego rodzaju użytkowania i powinniśmy testować dłużej kable.
• W Wielkiej Brytanii zgodność z normami CE jest egzekwowana przez normy handlowe. Są dość zajęci próbowaniem powstrzymania fałszywych papierosów, fałszywych leków, samozapłonowych ładowarek do telefonów i eksplodujących e-papierosów przed trafieniem na rynek. Jeśli dobrze przetestujesz i zaprojektujesz swój produkt, a prawdopodobieństwo, że ktoś rzeczywiście zrani go, jest bardzo niskie, prawdopodobnie nic ci nie będzie. Wszystko, co podłącza się do prawdziwego gniazda USB komputera, jest dobrym tego przykładem - komputer powinien ograniczać prąd wyjściowy, więc nawet jeśli jesteś tam luzem, najgorszą rzeczą, jaką możesz osiągnąć, jest uszkodzenie portu USB na komputerze jest podłączony do.

Zakończyliśmy testy emisji promieniowanej i przewodzonej, odporności na wyładowania statyczne, odporności na pole elektryczne i magnetyczne. Testowanie odporności jest dziwne. Mówi w zasadzie, że produkt musi wrócić do zarządzanego stanu „roboczego” po wystawieniu go na warunki testowe.

Po pierwsze, nasz inżynier testowy wskazał, że zmierzone siły pola elektrycznego i magnetycznego w przeciętnym dużym sklepie komputerowym (np. PC World w Wielkiej Brytanii) znacznie przekraczają poziomy testowane w testowanych standardach. Jeśli chcesz zaoszczędzić czas / pieniądze w przyszłości, jest to test, który możesz wykonać samodzielnie, używając wynajętego sprzętu pomiarowego, aby upewnić się, że spełniasz wymagania specyfikacji testu. Podobnie możesz wynająć sprzęt testowy do badania odporności na wyładowania statyczne i łatwo przeprowadzić test na koszt zakupu odpowiedniego dokumentu standardów testowych i zbudowania prostej platformy.

Po drugie, biorąc pod uwagę, że nasz sprzęt nie jest sprzętem krytycznym dla życia, nie rozumiem, dlaczego musimy z wdziękiem powrócić do zdrowia po teście odporności w ramach projektowania produktu bezpiecznego do sprzedaży. Zakładam, że jest to obrona legislacyjna przed NAPRAWDĘ strasznie zaprojektowanymi produktami, które łatwo włamują się w ręce konsumenta.

W przypadku przyszłych produktów dostanę wczesny prototyp do wstępnego eksploracyjnego promieniowania wypromieniowanego i przeprowadzonego testu emisji, abym mógł zidentyfikować wszelkie potencjalne problemy i rozwiązać je - czekanie, aż będziesz blisko wydania, to ryzyko, którego nie podjąłbym. Na testy odporności prawdopodobnie poczekam do końca - chyba że mówisz o odporności na przepięcia sieciowe, co nie spodziewam się w najbliższym czasie! (ale przyjrzałby się wcześnie na wypadek, gdyby ukrywał się tam stoper).

Jak mówię, to tylko moje doświadczenie - bardzo chciałbym usłyszeć od inżynierów ds. Zgodności (zarówno w firmach zajmujących się projektowaniem elektroniki, jak i w domach testowych).

EDYCJA: Pomyślałem o kilku innych rzeczach, które pojawiły się podczas naszej podróży do testowania zgodności:

• Oznakowanie CE dotyczy ogólnego bezpieczeństwa i przydatności do sprzedaży produktu. Obejmuje to wiele kwestii oprócz kompatybilności elektromagnetycznej - rozważanie materiału, toksyczność i wiele innych. Ponownie, posiadanie dobrze znanego, sprawdzonego domu testowego naprawdę pomaga rozbić to, co jest istotne, a co nie

• Nie wspomniałem tutaj o dyrektywach RoHS i WEEE (mających zastosowanie w Europie), ale są one dość łatwe do zapewnienia przez projekt i projektowanie procedur wewnętrznych.

Odpowiedź na pytanie zależy od tego, gdzie na świecie się znajdujesz. Przyjmijmy dla celów dyskusji Europę. Reszta świata wydaje się akceptować lub nawet dostosowywać się do europejskiego modelu biurokracji, więc ma on zastosowanie nieco globalnie. Wygląda to tak:

Unia Europejska wynalazła system, w którym odpowiedzialność za poznanie każdej możliwej normy i dyrektywy spoczywa na producencie, a dokładniej na firmie wprowadzającej produkt na rynek .

Nie istnieje żaden rządowy lub finansowany przez UE organ, który powiedziałby lub pomógłby ci wiedzieć, jakie dyrektywy lub standardy muszą spełniać twój produkt. Władze w każdym kraju są tylko po to, by nadzorować rynek: dowiedzieć się, kto nie przestrzega dyrektyw i odpowiednio ich ukarać. Najczęściej odbywa się to po wystąpieniu poważnego wypadku, spowodowanego przez produkty niezgodne z odpowiednimi normami.

Tak więc to od firmy, która wprowadza produkt na rynek, zależy, które dyrektywy będą miały zastosowanie do jego produktu. Najważniejsze dyrektywy dotyczące elektroniki to:

• Dyrektywa EMC. Ma zastosowanie uniwersalne do całej elektroniki, z wyjątkiem sytuacji, gdy produkt zawiera radio. Jeśli tak, użyj:
• Dyrektywa radiowa. Obecnie znany jako R & TTE - radiowe i telekomunikacyjne urządzenie końcowe, wkrótce znane jako RED, dyrektywa o elektronice radiowej. Zawiera specjalne wymagania EMC, a także wymusza zgodność z:
• Dyrektywa niskiego napięcia. Dotyczy urządzeń wykorzystujących napięcia od 50-1000 VAC lub 75-1500 V DC (a także do urządzeń radiowych).
• Dyrektywa RoHS (ograniczenie stosowania niektórych niebezpiecznych substancji). Troska o środowisko

Powyższe są najważniejsze dla elektroniki, ale może być konieczne potwierdzenie innych dyrektyw, jeśli produkt jest przeznaczony do maszyn, sprzętu medycznego, motoryzacji, awioniki, wysokiego napięcia, środowisk wybuchowych itp.

Ponadto w innych krajach, w szczególności w amerykańskiej FCC, istnieją niezgodne dyrektywy, które wymagają własnych zezwoleń na kompatybilność elektromagnetyczną, radio itp. Jeśli masz zezwolenie zarówno na Europę, jak i na USA, możesz sprzedawać także w większości innych krajów. Kraje Ameryki Południowej i Oceanii zazwyczaj akceptują jedną lub obie aprobaty USA i UE (czasami z zastrzeżeniami lub wyjątkami). Azja jest bardziej skomplikowana, ponieważ mają wymagania krajowe praktycznie w każdym kraju. Eksportowanie elektroniki na cały świat jest dość biurokratycznym koszmarem.

Aby powrócić do dyrektyw UE, każda taka dyrektywa zawiera obszerną listę zharmonizowanych normatywnych norm technicznych (setki, a nawet tysiące norm), które mogą, ale nie muszą mieć zastosowania do konkretnego produktu. Ponownie nikt nie otrzyma żadnej pomocy w określeniu, które standardy mają zastosowanie.

Jeśli poprosisz dom testowy (formalnie zwany jednostką notyfikowaną , są oni mianowani przez UE), chętnie zaproponują jak najwięcej norm, ponieważ oznacza to dla nich większy dochód. Warto zauważyć, że nawet domy testowe nie wiedzą o tym, ponieważ nie jest to nauka ścisła. Są po prostu lepsi w zgadywaniu wykwalifikowanych niż przeciętna osoba. Nie widzą też żadnych moralnych obaw, jeśli chodzi o pracę jako konsultant dla ciebie, a potem jako „neutralną” stronę trzecią do testów później. Kto potrzebuje moralności, gdy dostaniesz podwójną zapłatę! Wskazówka: najpierw zapłać im pieniądze jako konsultanci, a potem zwykle kosztowny test.

Po ustaleniu / odgadnięciu, które standardy mają zastosowanie, najprawdopodobniej będziesz musiał za nie zapłacić duże pieniądze. Większość norm ISO / IEC jest dość droga, szczególnie jeśli chcesz je przetłumaczyć na swój język ojczysty. Istnieje kilka rzadkich przypadków, w których standardy są dostępne bezpłatnie, na przykład wszystkie normatywne standardy radiowe od ETSI .

W większości przypadków tak naprawdę nie ma wymogu sprawdzania, czy produkty spełniają normy. Po prostu napisanie deklaracji zgodności WE i umieszczenie znaku CE na twoim produkcie wystarczy dla przerażającej większości produktów. Istnieje kilka bardzo ważnych dla bezpieczeństwa produktów, które muszą przejść test zgodności przez jednostkę notyfikowaną strony trzeciej, zanim zostaną dopuszczone do obrotu.

Ale w ogólnym przypadku każdy może wprowadzić na rynek dowolne badziewie, o ile ma deklarację zgodności. A potem , kiedy ich niezgodne produkty już zabiły ludzi, producent może trafić do sądu, a ich produkty mogą zostać wycofane z rynku.

Tak więc dla samotnego inżyniera nowego fantazyjnego urządzenia elektronicznego. Jeśli chcesz legalnie sprzedawać swój produkt w Unii Europejskiej:

• Zatrudnij jednego biurokrata technicznego, który może dokładnie określić, które dyrektywy i normy mają zastosowanie i co musisz zrobić, aby je spełnić. Dla jednej osoby jest to praca w pełnym wymiarze godzin.
• Wydaj dużo pieniędzy na zakup standardów technicznych i poproś urzędnika, aby je zbadał. Lub przestudiuj je sam, zamiast pracować z rzeczywistą elektroniką.
• Jeśli jesteś poważny, dosłownie wydaj fortunę na testy w domu testowym. Mówimy o kwocie odpowiadającej zakupowi jednego lub kilku nowych samochodów tutaj.

Jak można zauważyć w tym momencie między liniami: system został zaprojektowany tak, aby powstrzymać samotnego inżyniera lub małą, innowacyjną firmę poza rynkiem, na korzyść dużych korporacji.

Ewentualnie możesz to wszystko pominąć, wystarczy podpisać deklarację zgodności WE i mieć nadzieję, że Twoje produkty będą działać. Ale jeśli trafisz do sądu, masz poważne kłopoty. Sądy są znacznie łagodniejsze, jeśli możesz udowodnić, że włożyłeś duży wysiłek w zapewnienie, że Twój produkt jest w porządku (wydając fortunę, jak opisano powyżej).

Od kogoś, kto faktycznie wykonał poważną pracę w branży certyfikacji wyrobu medycznego. Inni już pisali dużo, więc dodam jeszcze kilka punktów.

Po pierwsze, nie możesz wiedzieć, co musisz spełnić, chyba że masz kogoś, kto ci doradzi. Podejrzewam, że próbujesz uzyskać tutaj darmową poradę bez uiszczania opłat za konsultacje ... W przypadku ściśle regulowanych urządzeń medycznych istnieją agencje rządowe, do których można podejść z różnym powodzeniem. W przypadku dóbr konsumpcyjnych musisz zapłacić konsultantowi. A może zatrudnić kogoś z doświadczeniem.

W przypadku większości produktów typu „innowacyjny startup” (i szczerze mówiąc, wszelkiego rodzaju produkty), przepisy EMI są największym problemem. Nie da się tego obejść, trzeba wydać pieniądze na testy w odpowiednim laboratorium testowym. Jednak do celów RnD NIE musisz zlecać formalnego stanowiska testowego, zasadniczo wynajmujesz komorę testową na x godzin. Idź tam, pomogą ci skonfigurować, uruchom na chwilę test emisji, połknij łzy i wróć do laboratorium, aby przeczytać samouczki EMI, które powinieneś przeczytać przed rozpoczęciem.

Istnieją różne standardy IEC dla różnych produktów, ale dla większości osób obejmują one podstawy: IEC 60950 (urządzenia IT), IEC 62368 (sprzęt AV), IEC 61010 (urządzenia pomiarowe, kontrolne i laboratoryjne), a także mój ulubiony standard urządzeń medycznych IEC 60601 .

Kolejną puszką robaków są standardy bezpieczeństwa. Wskazówka: Możesz zaoszczędzić sobie dużo bólu, używając zewnętrznego certyfikowanego zasilacza prądu stałego, 24 V lub mniej. To zajmie się prawie wszystkim, co może się zapalić i znacznie upraszcza proces testowania jako bonus. Mając pewne doświadczenie w zakresie urządzeń medycznych, mogę powiedzieć, że naprawdę rzucają w ciebie książką, jeśli masz pacjenta w tym samym bloku konstrukcyjnym i używasz własnego źródła zasilania prądem przemiennym / stałym.

W zależności od miejsca zamieszkania faktycznie nie trzeba przeprowadzać żadnych formalnych testów bezpieczeństwa. A jeśli twoje urządzenie ma stosunkowo niską moc (nie będzie tu nagrywać, co kwalifikuje się jako „mała moc”) i korzysta z zewnętrznego zasilacza, w większości przypadków jesteś całkiem bezpieczny. Uwaga: Mam ekspozycję tylko w UE. Pozew, którym cieszą się szczęśliwi Amerykanie, musi sam sobie radzić.

W przypadku urządzeń podlegających przepisom musisz mieć wdrożony system zarządzania jakością w firmie, który musi być regularnie kontrolowany i musi istnieć solidny ślad papieru pokazujący proces projektowania i oceny ryzyka. Ciągle kontaktuję się z nim w celu wykonania tego rodzaju pracy, ale wolałbym rozgryzać nadgarstki.

Normy IEC są rzeczywiście drogie, ale nie ma sposobu na uzyskanie odpowiedniego. Złą rzeczą jest to, że zazwyczaj są one dość przerażające, czytane, w wielu przypadkach niejasne i otwarte na interpretację. Tam też nie sposób uniknąć płacenia za laboratorium, ale przynajmniej można zaoszczędzić znaczne kwoty pieniędzy, wykonując badania RND nieformalny NAJPIERW i kiedy masz pewność swoją nth respin produktu jest ostatecznie zgodny WTEDY wybulić pieniądze dla formalnego testowania.

Jedna uwaga. Powiedziałem, że EMI jest największym bólem głowy, ale jest też wiele innych testów. Jeśli nie zabezpieczysz swojego wejścia / wyjścia, ESD i szybkie testy przejściowe sprawią, że będziesz płakać. Być może z powodu wraku palenia, który był twoim prototypem. Ten zewnętrzny zasilacz zajmie się większością awarii zorientowanych na sieć energetyczną, z tym wyjątkiem, że nadal możesz zostać ukąszony testem przerwy w zasilaniu, jeśli niemądrze przywiążesz obwód resetowania do niefiltrowanego zewnętrznego prądu stałego ( kaszel ).

Odpowiedź na twoje pytanie będzie dość prosta.

Oto kroki, które powinieneś podjąć.

Wspominałeś o UL kilka razy i masz rację, ale zapominasz, że są organizacją globalną i mają znacznie szerszy zasięg niż jakakolwiek inna jednostka certyfikująca.

1. Zbierz wszystkie swoje schematy, rysunki układów, dane techniczne, które możesz mieć na swoim produkcie.

2. Skontaktuj się z UL za pośrednictwem systemu ZAPYTANIA OFERTOWEGO, który, nawiasem mówiąc, byłby bezpłatny.

3. Podaj we wniosku o wycenę rynki, na które chcesz wejść, i wyraźnie zaznacz, że chcesz być świadomy wszystkich wymagań certyfikacyjnych i testowych, którym może podlegać Twój produkt w celu zapewnienia właściwego dostępu do rynku.

   • Dostarczą Ci wycenę wyjaśniającą różne etapy certyfikacji w stosownych przypadkach - Po zatwierdzeniu jesteś w drodze do dostępu do rynku -