מבדקים אלקטרוניים פונקציונליים עבור התחום הצבאי

צביקה אבני, אנרטק מערכות
בכל פיתוח של מערכת בדיקה חדשה עבור התחום הצבאי עומדים בפני המהנדסים האתגרים הבאים:
•מגוון גדול מאוד של מערכות אלקטרוניות שונות. כל מערכת אלקטרונית ייעודית לפרויקט מיוחד אחר.
בכל פרויקט יש צורך ללמוד את הנדסת המערכת המוכללת ובנוסף את כל דרישות הבדיקה של היחידה הנבדקת.
•המערכות מאוד מתוחכמות ומכילות כמות אדירה של פונקציות אלקטרוניות שונות ומגוונות. במערכות מסוימות יש שילוב של : יחידות מיחשוב, מספר רב של ערוצי תקשורת מהירים שונים, מכלולים אופטיים, מכלולי RF, מכלולי הספק ועוד. מערכות הבדיקה צריכות לבדוק את כל הפונקציות הנ”ל במקביל על ידי מערכת בדיקה אחת, שבודקת את כל הפונקציות בזמן אמת.
•דרישות הבדיקה מהמערכות הם מקסימליות (דרישה לבדיקתיות של 100%).
בכל המערכות הצבאיות יש צורך לבצע בדיקות חשמליות מלאות גם למצבי העבודה וגם לתנאי הקצה.
•מערכת הבדיקה צריכה להיות אמינה ובעלת אורך חיים של לפחות 20 שנים, כולל יכולת שדרוג עתידי.
•דרישות התכנה והסימולציה גבוהות במיוחד.מערכת הבדיקה מספקת ליחידה הנבדקת סימולציה מלאה של הסביבה המבצעית. בבדיקה של תת מערכת המבדק מבצע סימולציה של יתר המערכת שהיא לפעמים מאוד גדולה ומורכבת. כמו מטוס, לווין או טיל שיש בו מספר שלבים.
•לפעמים מערכות הבדיקה צריכות לעבוד בתנאי שטח ואקלים קשים במיוחד. מבדקי דרג א’ עוברים לפעמים בדיקות הוכחת כושר זהות לבדיקות של המערכות המבצעיות מוטסות.
•ביצוע פרויקטים גדולים ומורכבים בלוחות זמנים קצרים ובתקציב דל יחסית לתכולת מערכות הבדיקה.

סוגי מערכות בדיקה
כדי לענות על כל הדרישות השונות בבדיקת ותחזוקת מערכות צבאיות אנרטק מפתחת מבדקים מסוגים שונים,
עבור דרגי התחזוקה של הצבאות בארץ ובעולם אנרטק מפתחת בדרך כלל 3 סוגי מבדקים :
•מבדקי דרג א ‘ (O Level Testers)
•מבדקי דרג ב ‘ ( I Level Testers)
•מבדקי דרג ד ‘ ( D Level Testers)

מערכות בדיקה דרג א’
מבדקי דרג א’ מיועדים לבצע בדיקות חשמליות ודיאגנוסטיקה בשטח. מבדקי דרג א’:קטנים, ניידים, מוקשחים מאפשרים ביצוע דיאגנוסטיקה בכל תנאי מזג אוויר ובתנאי שטח קשים, המבדקים מזוודים במזוודות ניידות מוקשחות ובדרך כלל מכילים :  מכלולים אלקטרוניים, אספקת מתחים ומסך מוקשח עם MMI שמספק למפעיל את כל ההוראות לביצוע הדיאגנוסטיקה והבדיקות החשמליות. במבדקי דרג א’ מיושמות טכנולוגיות של מזעור והקשחה בדומה לטכנולוגיות של מערכות מבצעיות ניידות.
דוגמה לשימוש במבדק דרג א’ :
במטוס קרב יש מערכת נשק שמורכבת ממחשב ירי, מערכות שיגור והפעלה,,מערכות הספק, טילים ומערכות נשק אחרות. בזמן טיסה הטייס מגלה שיש בעיה במערכת הנשק והוא לא מצליח לשגר טיל. הטייס חוזר לבסיס. אנשי התחזוקה צריכים לאתר את התקלה,לתקן את המטוס ולהחזיר את המטוס למצב מבצעי תוך זמן קצר ביותר ותוך שימוש בכוח אדם ואמצעים מינימליים. במקום לפרק את כל תת מערכות הנשק במטוס ולשלוח אותם לבדיקה במעבדת התחזוקה.הטכנאי מחבר מבדק דרג א’ בחיבורים שונים במטוס.המבדק מבצע דיאגנוסטיקה ובסוף תהליך מצביע על תת המכלול הבעייתי. הטכנאי מפרק רק את תת המכלול החשוד כלא תקין, מחבר תת מכלול אחר במקומו ומבצע שוב את הדיאגנוסטיקה בעזרת מבדק  דרג א’, עד לקבלת אישור מהמבדק שכל מערכת הנשק כולל כל תת המערכות שלה תקינה ואפשר להשתמש בה.
שימוש ממבדק דרג א’ מתוחכם ואיכותי מאפשר ביצוע תחזוקה בשטח בזמנים קצרים, באופן מדויק ובעזרת כוח אדם מינימלי.

מערכות בדיקה דרג ב’
מבדקי דרג ב’ מיועדים לבצע בדיקות למערכות (LRU) מערכות מוכללות נתיקות כמו : מחשבי ירי, מערכות הספק, מצלמות ועוד. השימוש במערכות בדיקה דרג ב’ הוא במערך התחזוקה וגם בקווי הייצור. בדרגי התחזוקה מבדקי דרג ב’ ממוקמים בבסיסים בשונים בכל מקום שיש מעבדת תיקונים קדמית. במערך הייצור מבדקי דרג ב’ ממוקמים בסוף קווי הייצור ובמתקנים לביצוע בדיקות סביבה.
מבדק דרג ב’ מבצע בדיקה חשמלית פונקציונלית מלאה למכלול אלקטרוני ולבסוף משמש למתן תג שמיש למכלול. המבדקים מורכבים יותר ממבדקי דרג א’, גדולים יותר ומתאימים לעבודה בתנאי מעבדה.
דוגמה לשימוש במבדק דרג ב’ :
נמשיך את השתלשלות התחזוקה מהדוגמה הקודמת, צב”ד דרג א’ גילה שיש תקלה במחשב הירי של מטוס הקרב. הצב”ד ממליץ לטכנאי לפרק את מחשב הירי ולשלוח אותו לתיקון במעבדה. הטכנאי מפרק את מחשב הירי ולוקח אותו למעבדה בבסיס. המעבדה מכילה צב”ד דרג ב’. הטכנאי מחבר את מחשב הירי לצב”ד ומריץ בדיקה חשמלית. בצב”ד דרג ב’ תכנת הבדיקות מספקת לטכנאי הרבה יותר נתונים לגבי היחידה הנבדקת ובסוף תהליך הבדיקה, הטכנאי מקבל דוח תקלה אם המלצה להחלפת תת מכלול תקול, כמו כרטיס אלקטרוני או ספק כוח.
בדרך כלל יש במעבדה חלקי חילוף תקינים שמשמשים לתחזוקה . הטכנאי פותח את התיבה התקולה שולף את תת המכלול התקול ומחליף אותו בתקין. אחרי ההחלפה מבצע שוב בדיקה בעזרת מבדק דרג ב’. עד לקבלת אישור תקינות מלא לתיבה.
את הכרטיס התקול הטכנאי שולח לתיקון במעבדת דרג ד’ כאשר דף תוצאות הבדיקה מוצמד לכרטיס התקול.

מערכות בדיקה דרג ד’
מבדקי דרג ד’ מיועדים לבצע בדיקות למערכות (LRU) ולתת המערכות (SRU)ׂומתן דיאגנוסטיקה עד לרמת רכיב תקול. המבדקים משמשים גם כתחנות דיאגנוסטיקה ותיקון תת מכלולים. המבדקים הרבה יותר מורכבים ממבדקי דרג ב’.מבדקי דרג ד’ מאפשרים לטכנאים לבצע תיקונים של תת מכלולים בעזרת המבדק. המבדקים משמשים גם בתהליך הפיתוח של המערכות המבצעיות. מבדקי דרג ד’ מותקנים בדרך כלל, אצל יצרן המערכות ובמרכזי תחזוקה ראשים. בדרך כלל מבדק דרג ד’ הוא הרחבה של מבדק דרג ב’ ומאפשר ביצוע בדיקות מלאות של דרג ב’ ובנוסף דרג ד’. מבדקי דרג ד’ בדרך כלל מכילים ציוד בדיקה מעבדתי כמו מודדים, סקופ מחוללי אותות ועוד.
המבדקים מאפשרים גם ביצוע בדיקות ידניות, או חצי אוטומטיות. מבדקי דרג ד’ בדרך כלל הרבה יותר יקרים וגדולים ממבדקי דרג ב’.
דוגמה לשימוש במבדק דרג ד’ :
נמשיך את הדוגמה מהסעיף הקודם, הטכנאי פירק כרטיס ממחשב הירי ושלח את הכרטיס למעבדת דרג ד’ לתיקון כולל דף התוצאות שמדווח על תקלה בכרטיס. במעבדת דרג ד’, הטכנאי מחבר את הכרטיס למבדק  דרג ד’ מבצע בדיקה מלאה לכרטיס. המבדק מספק לטכנאי דיאגנוסטיקה עד רמת רכיב תקול. לאחר ביצוע התיקון הטכנאי מריץ שוב את הבדיקה, עד שהמבדק מדווח שהכרטיס תקין. בשלב בשני הטכנאי לוקח תיבה תקינה ללא הכרטיס (שתוקן), מחבר את הכרטיס לאחר התיקון לתיבה ומבצע בעזרת  במבדק דרג ד’ בדיקה זהה לבדיקה שבוצעה במבדק דרג ב’. הטכנאי מחזיק גם את דף התוצאות של מבדק דרג ב’ ויכול להשוות בין התוצאות.
לאחר תיקון הכרטיס. הכרטיס התקין נשלח חזרה (למעבדת דרג ב’) כולל דף התוצאות של הכרטיס שנבדק בתיבה התקינה.

סוגי מערכות הבדיקה עבור התחום הצבאי
מערכות לבדיקת חימוש
מבדקים שרמת הבטיחות שלהם גבוהה במיוחד. בחלק מהמבדקים נעשית הפעלה מרחוק, כאשר המכלול החמוש נמצא באזור מרוחק ללא אנשים והמפעיל נמצא במקום מוגן ויכול לבצע את כל הבדיקות מרחוק, תוך קבלת צילום של המכלול הנבדק.

מערכות לבדיקת ציוד RF .
מבדקים שבודקים בדרך כלל ערוצי תקשורת של טילים, מטוסים ללא טייס וציוד מבצעי אחר.
יחידת המיתוג והמדידות של ערוצי התדר הגבוה מיוצרת בטכנולוגיות RF ועוברות בדיקות זליגה ויגע.
הכבילה הפנימית במבדק גם היא מיוצרת בטכנולוגיות RF, יש משמעות רבה לתכנון הכבילה בצב”ד.
מערכת הבדיקה כוללת ציוד בדיקה מעבדתי רב בתחום ה RF. המבדקים מאוד מורכבים. מפתחי המבדקים הם בעלי ידע רב בפיתוח חומרה ותכנה לביצוע בדיקות בתדרים גבוהים ודיוקים גבוהים.

מערכות לבדיקת
ציוד הספק
מבדקים לבדיקת ציוד הספק מאופיינים  בדימוי עומסים בהספקים גבוהים, זרמים גבוהים ולפעמים גם מתחים
גבוהים. במבדקים יש דגש מיוחד על העברת ההספק ללא הפסדים בצב”ד. ביצוע מדידות הספק בדיוקים גבוהים, פיזור הספק בהספקים של עד עשרות קילווטים. המבדקים מכילים עומסים אלקטרוניים שונים וציוד מדידה מעבדתי.

מערכות בדיקה גנריות
מבדקים המשמשים לבדיקה של מספר רב של מכלולים שונים. שימוש במבדק גנרי חוסך שימוש במספר גדול של מבדקים שונים. המבדק הגנרי מכיל יכולות בדיקה שמתאימות למספר רב של יחידות נבדקות. לכל יחידה נבדקת מפותח מתאם בדיקה פשוט ותכנת בדיקות ייעודית. המבדק הגנרי כולל תכנת בדיקות גנריות שמאפשרת תפעול מלא של כל מכלולי הצב”ד באופן גרפי ומידי (שימושי מאוד לבדיקות פיתוח). בזמן כתיבת אפליקציה ליחידה נבדקת חדשה,כל מאמץ פיתוח התכנה הוא ברמת ביצוע תסריט הבדיקות המתאים ליחידה הנבדקת.
מפתח תכנית הבדיקה לא צריך להתמודד עם : כתיבת קוד, פיתוח DRIVERS, לימוד פרוטוקולים, לימוד מעמיק של הפעלת הציוד בצב”ד. פיתוח תכנת הבדיקות מתאים גם למהנדס חומרה.
כל תהליך כתיבת תכנית הבדיקה מבוצע באופן גרפי, התכנה הגנרית לא מאפשרת למפתח לבצע התנגשויות או טעיות בתפעול חומרת הצב”ד.
שימוש בצב”ד גנרי מוריד את עליות פיתוח חומרה ותכנה לבדיקת יחידה חדשה בסדרי גודל מהמחיר לפיתוח צב”ד עצמאי.

מערכות בדיקת למכלולים אופטיים
מבדקים המשמשים לבדיקת מצלמות, צגים, מערכות לייזר ומכלולים אופטיים אחרים. בדרך כלל מצורף לצב”ד האלקטרוני ציוד עזר כמו קולימטור, מצלמה רגישה, מד אור, מד הספק לייזר, שולחנות מדויקים ועוד.
התחכום במערכות הבדיקה האופטיות הוא בדרך כלל בציוד הנלווה. נדרש ניסיון וידע רב בפיתוח ואינטגרציה של מערכות הבדיקה.

סימולטורים למערכות מבצעיות
הסימולטורים מדמים מערכות מבצעיות שונות. תפקיד הסימולטורים לדמות חלקים שונים מתוך המערך המבצעי השלם, לדוגמה סוללת טילים, מטוס קרב, ספינת טילים ועוד. הסימולטורים משמשים לביצוע אינטגרציה של כל המערך המבצעי בזמן  שלא מחברים את כל תת מכלולי המערך המבצעי יחד ובכל זאת יש צורך לבדוק חלקים מהמערך המבצעי בזמן אמת בעזרת התכנה המבצעית. הסימולטורים מדמים את המערכות המבצעיות באופן מלא.
בעזרת הסימולטורים אפשר לדמות טיסה, שיגור טילים ועוד ללא שימוש בכל במערכות הנשק והבקרה.
הייחודיות בפיתוח הסימולטורים הוא שימוש בחומרה ותכנה שעובדים בזמן אמת וממשקים זהים לציוד המבצעי.
חלק מהסימולטורים ניידים ומוקשחים ומשמשים לביצוע בדיקות של מערכות נשק גדולות בשטח.

* צביקה אבני הוא מנכ”ל אנרטק מערכות