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EMV Simulationsrechnung -  Numerische Berechnung von Automatisierung, Maschinen, Anlagen

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EMV Simulationsrechnung 

Numerische Berechnung von Automatisierung, Maschinen, Anlagen

  • Berechnung  EM Gefährdung von Störquellen  in Beeinflussungspfaden zu Senken
  • Berechnung Entkopplung von Störfeldern im Nahbereich zwischen Beeinflussungspfaden 

Stand der Technik 

Wenn aufgrund von Volumen des Prüflings, Termin- oder Finanzrahmen normative Prüfungen nicht anwendbar sind, wird in der EMV Richtlinie die Anwendung alternativer Prüfmethoden mit ausführlicher Bewertung oder die Einschaltung einer „benannten Stelle“ vorgeschlagen. Die Verantwortung gegenüber der Richtlinie bleibt dabei aber immer beim Hersteller.

Für die Sicherstellung der Verfügbarkeit ist nur die Erfahrung des Herstellers gefordert.

Problem:

Zur numerischen Berechnung der Störsicherheit EMV für Beeinflussungsketten im Inneren des Produktes und der Dokumentation des Ergebnisses mit Festschreibung der zugrunde gelegten konstruktiven Maßnahmen, ist weder eine Verfahrensanweisung vorgegeben,  noch in digitalisierter Form am Markt.

Lösung Risikomanagement 

Betrachtung des Risikos der EM Beeinflussung der Verfügbarkeit durch rechnerischen Nachweis der Beherrschung der zu erwartenden EM Störphänomene durch die vorgesehenen konstruktiven Maßnahmen.

Prognostizierung der Beherrschung der Störphänomene durch die ausgewählten  konstruktiven Details im System quantitativ durch Algorithmus in Software

Berechnung der Wirkung von konstruktiven EMV Maßnahmen auf Störgrößen aus  Umgebung und intern erzeugt.

  • Auswahl von konstruktiven Details für Produkt
  • Definition von möglichen EM Gefährdungen von extern
  • Definition von möglichen Störquellen und empfindlichen Störsenken im System
  • Übernahme von numerischen Kenngrößen aus Software Stammdatei:
    • Störaussendungswerte von Störquellen
    • Störfestigkeitswerten der möglichen Störsenken im Produkt
    • Entkopplungswerte der EMV Detailmaßnahmen 

Erzeugung Maßnahmen Liste  als Vorgabe konstruktiver EMV Details für E-Konstruktion.

Kontaktieren Sie uns gerne für detaillierte Informationen. Gerne präsentieren wir Ihnen unsere Software auch live vor Ort oder während eines Video-Calls.


 

ESMA Software QM Risikoanalyse


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ESMA Software QM Risikoanalyse

SOFTWARE ZUR ERSTELLUNG TECHN. UNTERLAGEN MIT RISIKOKALKULATION                                        

Für den Marktzugang  des Produkts ist rechtlich die Konformität mit der EMV Richtlinie entscheidend.

Durch den hohen Wettbewerbsdruck  wachsen die Anreize, bis an die Grenze des Zulässigen zu gehen, oder Richtlinien zu verdrängen. Darüber hinaus ist eine optimale EMV innerhalb des Betriebsmittel ein Faktor für die Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit des Betriebsmittel im Life Cycle.

Dies bedeutet Störsicherheit gegen EM Gefährdungen aus der Umgebung nach EMV Richtlinie und inhärent störsicher gegen stochastische EM Beeinflussungen auch durch interne Störquellen.

Für ein Unternehmen ist die Erfüllung der rechtlichen Anforderungen auch im EMV Bereich ist eine Gratwanderung für Manager. Entsprechend steigen Kosten und Aufwand für die Betrachtung von Normen und Regelwerken.

Implementierung QM Prozess EMV

3 Fliegen mit einer Klappe:

  1. Erstellung der techn. Unterlagen mit Risikokalkulation in digitalisiertem Verfahren nach EMV Richtlinie
  2. Erstellung und Pflege einer firmenspezifischen EMV Bauvorschrift nach Mustervorlage 
  3. Erstellung projektspezifischer QS Dokumente für Konstruktion über Fertigung bis Dokumentation

Verfahrensschritte im Prozess

In der Risikoanalyse ist die Risikominderung durch Festlegung des bestimmungsgemäßen Gebrauchs und ggf. dessen Einschränkung bewertet.

Die Komplexität des Betriebsmittels, nach Strukturierung im Zuge des Verfahrens, ist durch die Bewertung der Beeinflussungspfade hinsichtlich der Risikopriorität numerisch kalkuliert. Die Wirkfaktoren sind auf Grundlage von J.Schmitz-Basismessungen für jede der aus der EMV-Bauvorschrift ausgewählten Maßnahme numerisch im Algorithmus der FMEA Kalkulation hinterlegt.

Das Protokoll zum Nachweis der Erfüllung der Zielsetzung EMV Richtlinie oder optimale INTRA EMV ist, zusammen mit den bei der Bearbeitung entstandenen Dokumenten (Mitgeltende Unterlagen) und mit den Prüfprotokollen der normativen EMV-Prüfungen, Teil der Technischen Unterlagen EMV.

Für jeden Verfahrensschritt liegt eine Verfahrensbeschreibung vor. Diese erläutert die Zielsetzung der Maßnahmen im Verfahrensschritt und begründet die Wirksamkeit der vorgeschlagenen Maßnahmen zur Vermeidung einer unbeabsichtigten EM-Gefährdung.

Die Konfigurierung der Stammdaten im System kann der Nutzer um Maßnahmen auf ein Projekt oder firmenspezifisch selbst definieren. Konfigurations-Varianten sind abgestuft durch Zugangscodes implementiert

Für die Bearbeitung in einem Projekt kann durch ein Konfigurationsfilter der Umfang der konstruktiven Maßnahmen an die techn. Realität des Produktes angepasst werden.

Verifizierung der EMV Vorgaben im QM Prozess durch QS Dokumente

Der Nachweis der Einhaltung der Vorgaben von Einzelmaßnahmen der Bauvorschrift ist durch die QS im Laufe des Produktionszyklus sicherzustellen. Dafür sind durch Übernahme der der Zeilen der Bauvorschrift in Prüfpunkte Checklisten zu erstellen und deren Abarbeitung im Fertigungsprozess vorzunehmen.

Nach positiver Bewertung der Einhaltung der Maßnahmen im Verfahren, wird der Status des Verfahrensschrittes in den Algorithmus der Risikokalkulation übernommen.

Der Ausdruck der Zeilen mit Bewertung und Dokumentation von angewandten Maßnahmen ist das "Protokoll der EMV Bewertung mit Risikokalkulation" für Techn. Unterlagen.

Kontaktieren Sie uns gerne für detaillierte Informationen. Gerne präsentieren wir Ihnen unsere Software auch live vor Ort oder während eines Video-Calls.


 

Erstellung Techn. Unterlagen EMV

mit Erst. EMV Spezifikation


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Erstellung Techn. Unterlagen EMV mit Erstellung EMV Spezifikation

Software gestütztes Verfahren zur Erstellung der Techn Unterlagen“ als Teil des Konformitätsverfahrens  nach EMV Richtlinie.

RICHTLINIE 2014/30/EU DES EUROPÄISCHEN PARLAMENTS UND DES RATES vom 26. Februar 2014

ANHANG II

MODUL A: INTERNE FERTIGUNGSKONTROLLE

3. Technische Unterlagen

Der Hersteller erstellt die technischen Unterlagen. Anhand dieser Unterlagen muss es möglich sein, die Übereinstimmung des Geräts mit den betreffenden Anforderungen zu bewerten; sie müssen eine geeignete Risikoanalyse und -bewertung enthalten.

In den technischen Unterlagen sind die anwendbaren Anforderungen aufzuführen und der Entwurf, die Herstellung und der Betrieb des Geräts zu erfassen, soweit sie für die Bewertung von Belang sind. Die technischen Unterlagen enthalten soweit zutreffend zumindest folgende Elemente: ::::::::::::::::::::::

4. Herstellung

Der Hersteller trifft alle erforderlichen Maßnahmen, damit der Fertigungsprozess und seine Überwachung die Konformität der hergestellten Geräte mit den in Nummer 3 dieses Anhangs genannten technischen Unterlagen und mit den wesentlichen Anforderungen nach Anhang I Nummer 1 gewährleisten.

Durch die Techn Unterlagen fordert die EMV Richtlinie den Nachweis der nachhaltigen Einhaltung von Grenzwerten, für die Störaussendung und die Störfestigkeit, innerhalb der normativen EM-Grenzwerte.                                                                                                                                                             

Das Ziel der EMV Richtlinie ist eine zufriedenstellende Verfügbarkeit eines Betriebsmittels, bei bestimmungsgemäßem Gebrauch im Zusammenspiel mit anderen Betriebsmitteln

Das bedeutet Nachhaltigkeit bei bestimmungsgemäßem Gebrauch !!! bis definiertem oder durch Nutzungsart als Eigenschaft erwartbarem Obsoleszenzende

Als erster Schritt sind die Einsatzbedingungen des Betriebsmittels festzulegen und die Prüfungen der im Einsatz zu erwartenden EM Gefährdungen zu definieren

Als weiterer Schritt ist der bestimmungsgemäße Gebrauch eines Betriebsmittels in Bezug auf EMV festzulegen und gegebenenfalls einzugrenzen.

Die Festlegungen müssen sich auf alle Life Cycle des Produktionsprozesses und der Nutzungsdauer des Produktes beziehen:

  • Qualifizierung Typprüfling
  • Sicherstellung Serienfertigung
  • Beibehaltung EM Produktqualität während Produktionszeitraum
  • Inbetriebsetzung
  • Bedienung
  • Instandhaltung
  • Nach- und Umrüstung 

bei Beurteilung der externen EMV nach EMV Richtlinie, sind nur Schnittstellen zu betrachten: 

  • unmittelbare externen Schnittstellen 
  • Komponenten und Leitungen die sich in in unmittelbarer Nähe zu Leitungen zu externen Schnittstellen befinden und dadurch durch diese beeinflusst werden können.

Minderung Restrisiko  Strukturierung entscheidend

Definition bestimmungsgemäßen Gebrauch                                                   

  • QS Maßnahmen Serienfertigung
  • QS Maßnahmen Komponenten Beschaffung 
  • Betrachtung Missbrauch und Fehlgebrauch
  • Abgleich bestimmungsgemäßen Gebrauch mit Prüfaufbau 
  • EMV Relevanz Nutzungsdauer 
  • Klassifizierung Komponenten mit Strukturierung Einbauorte 
  • Klassifizierung Leitungsklassen  mit Strukturíerung Verlegewege 
  • Validierung Nahfelder INTRA EMV Störströme SEP´s Ableitströme CBN und Struktur                                                   

Konstruktive Detailmaßnahmen von Komponenteneinbauorten und Verlegewegen                                            

  • Konstruktive Detailmaßnahmen innerhalb von Bereichen und Verlegewegen                                        
  • Konstruktive Detailmaßnahmen für Entkopplung von Bereichen 
Bei hoher Komplexität
  • Mehrere Schnittstellen 
  • Mehrere nicht prüfbare Phänomene

Mittelbare Beeinflussungen durch Überkopplungen im Inneren des Betriebsmittel durch Schnittstellen nach extern durch Strukturierung Komponenten Einbau und Leitungsführung mindern Restrisiko exponentiell

Bei Zielrichtung „Inhärente System EMV“ sind alle Komponenten und Leitungen innerhalb des Systems zu betrachten

die Zielsetzung einer optimalen inhärenten INTRA EMV ist eine Qualitätsforderung des Herstellers mit dem Ziel, innerhalb des Betriebsmittels eine Betriebsbeeinträchtigung durch die gegenseitige Beeinflussung von Komponenten und deren Verdrahtung zu verhindern.

Der Umfang der Anwendung von EMV Maßnahmen ist deshalb abhängig von der Zielsetzung des EMV Verfahren. 

Die entscheidende Verfügbarkeit eines Betriebsmittels als Qualitätsmerkmal ist erst durch Strukturierung des inneren Aufbaus nach EMV Gesichtspunkten zu erreichen.


 

Techn. Spezifikation EMV

Definition EMV Einsatzbedingung Betriebsmittel


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Techn. Spezifikation EMV

Definition EMV Einsatzbedingung Betriebsmittel

Dieses Verfahren ist Teil des „QM Prozesses EMV“ zur EMV Planung und Qualifikation von Betriebsmittel wie Geräte, Schaltschränke, Maschinen usw.

Als erster Schritt ist der bestimmungsgemäße Gebrauch eines Betriebsmittels in Bezug auf EMV festzulegen und gegebenenfalls einzugrenzen.

Die Festlegungen müssen sich auf alle Life Cycle des Produktionsprozesses und der Nutzungsdauer des Produktes beziehen:

  • Qualifizierung Typprüfling
  • Sicherstellung Serienfertigung
  • Beibehaltung EM Produktqualität während Produktionszeitraum
  • Inbetriebsetzung
  • Bedienung
  •  Instandhaltung
  •  Nach- und Umrüstung bei Beurteilung der externen EMV nach EMV Richtlinie, sind nur Schnittstellen zu betrachten, 

o   unmittelbaren externen Schnittstellen 

o   Komponenten und Leitungen die in unmittelbarer Nähe zu Leitungen zu externen Schnittstellen  durch diese beeinflusst werden können.

 

Bei Zielrichtung „Inhärente System EMV“ sind alle Komponenten und Leitungen innerhalb des Systems zu betrachten

Der Umfang der Anwendung von EMV Maßnahmen ist deshalb abhängig von der Zielsetzung des EMV Verfahren. 

Das Ergebnis der Bewertung der EMV Maßnahmen wird validiert durch die entsprechende Risikokalkulation.

Hierarchie in life cycle Produkt im QM Prozess

Der QM Prozesses definiert EMV im gesamten life cycle

Notwendige Maßnahmen beeinflussen sich hierarchisch

Einheitliche Gliederung ermöglicht 

  • Risikoabschätzung schrittweise von Maßnahme zu Maßnahme
  • No over engeneering   →   Minimierung time to market

Um die EMV eines Betriebsmittels, sowohl für den Zeitpunkt der Inverkehrbringens als auch für den Produktionszeitraum und der Nutzung der Produkte sicherzustellen, sind bereits in der Vorentwurfs Phase die EM konstruktive relevanten Details festzulegen und für Konstruktion, Fertigung, Vertrieb und Dokumentation zu dokumentieren

 

1.         Festlegung EMV Parameter Gesamtsystem

            Festlegung Einordnung in EMV Richtlinie

1.1.      Richtlinien Zugehörigkeit          

1.1.1.   Zuordnung zu Maschinen- oder NSP-Richtlinie

1.1.2.   Zuordnung zur EMV-Richtlinie  

1.1.2.1. Betriebsmittel mit EMV Relevanz          

1.1.2.2. Kein Ausschluss aus EMV-Richtlinie     

1.1.3.   Eingliederung innerhalb der EMV-Richtlinie       

1.1.3.1. Eingliederung als ortsfeste Anlage       

1.1.3.2. CE Nachweis als Gerät

1.1.3.3. CE Nachweis als Kombination von Geräten      

1.1.3.4. EMV Bewertung als inhärent elektromagnetisch verträgliches Betriebsmittel

            Festlegung Art und Umfang Konformitätsnachweis 

1.2.      Auswahl Normen für Konformitätsnachweis      

1.2.1.   Konformitätsnachweis nach EMV-Richtlinie       

1.2.1.1. Konformitätsnachweisverfahren für das Betriebsmittel nach EMV-Richtlinie

            Festlegung bestimmungsgemäßen Gebrauch in life cycle          

1.2.1.2. Festlegungen für Inbetriebsetzungsanleitung    

1.2.1.3. Vorgaben für Bedienungsanleitungen   

1.2.1.4. Sichtprüfung: Vergleich Typprüfung zu Serienprodukt

            Sicherstellung EMV in production cycle 

1.2.1.5. Vorgaben Komponentenbeschaffung    

1.2.1.6. Vorgaben QS-Serienfertigung  

1.2.1.7. INTRA EMV Messung: Vergleich Typprüfling zu Serienprodukt  

1.2.2.   Auswahl Standards für EMVU-Personensicherheit        

1.2.3.   Auswahl Normen für Niederspannungsrichtlinie mit EMV-Relevanz        

1.2.4.   Auswahl Normen für Maschinen-Richtlinie mit EMV-Relevanz    

1.2.4.1. Einordnung Sicherheitsfunktionen im Betriebsmittel

            Festlegung Einsatzbedingungen

1.3.      Auswahl der EMV-Umgebung nach harmonisierten Normen      

1.4.      Parameter EMV Umgebung nach Stand der Technik     

1.4.1.   Netzform des versorgenden Netzes      

1.4.2.   Netzqualität des versorgenden Netzes  

1.4.3.   Überspannungskategorie des versorgenden Netzes      

1.4.4.   Mindest-Quellimpedanz Netzversorgung           

1.4.5.   Vorgabe der Potentialausgleichsanbindung der Gesamtmaschine

            Festlegung Qualitätsansprüche bei EM Beeinflussung

1.5.      Qualitätsansprüche an das Betriebsmittel         

1.5.1.   Funktionsminderung bei außerordentlicher EM-Bedrohung        

1.5.2.   Betriebseinschränkung durch extreme EMV-Bedrohung

            Festlegung notwendige pre compliance tests bei Vorentwurfsplanung

1.6.      Vorabqualifikation von nicht EM-geeigneten Komponenten für den Einsatz im Betriebsmittel      


 

EMV Obsoleszenz-Management 

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EMV Obsoleszenzmanagement

 

EMV Betrachtung für  Geräte, ortsfeste Anlagen und komplexe konfigurierte Systeme

EMV Management Risiko für Life cycle reliability

EMV Aufwand entsprechend Anforderung durch bestimmungsgemäßem Gebrauch

  • Spezifikation Einsatz- und Nutzungs-Bedingungen
  • Planung Verifikations- und Validierungs-Maßnahmen
  • Obsoleszenz-Management
  • Produktions-Management

 

EMV Management für  Risiko in Konstruktion / Fertigung

EMV Aufwand entsprechend Anforderung durch Risikomanagement spezifizierte Rahmenbedingungen

  • Definition Anforderungen an Komponenten

Die Leitlinie soll Entscheider im Entwicklungs-Prozess von Produkten und ortsfesten Anlagen ein Verfahren an die Hand geben, um die EMV  mit maximaler Kosten/Nutzen Relation zu gewährleisten.

 

Zielgruppen für QM Prozess

  • Herstellerfirmen im  Geräte und Maschinenbau
  • Consultant für komplexe Maschinen und Anlagen
  • Auftraggeber für Großinvestitionen im Anlagenbau

EMV Richtlinie

  • Einhaltung normativer Grenzwerte für  EM Störaussendung und - Festigkeit
  • Sicherstellung Unbeeinflussbarkeit von und durch andere Betriebsmittel

Qualitätsanspruch Risiko Verfügbarkeit

  • Optimierung  Zuverlässigkeit in Nutzungsphase
    • Minimierung Wartungsaufwand
    • Minimierung Produktionsunterbrechungen
  • Aufrechterhaltung Instandhaltungsfähigkeit bis Obsoleszenzende
    • Definition Grenzwerte für Beschaffung abgekündigter Ersatzteile
    • Definition Grenzwerte zur Validierung nach Komponenten-Änderung

Management Verfahren

EMV Risiko Management

  • Risikomanagement Lifecycle 
  • Risikomanagement Konstruktion / Fertigung

 Zielsetzung:

Implementierung EMV Gesichtspunkte von Vorentwurfsplanung bis Ende Produkt life cycle (PLC)

  • Einsparung Kosten in Entwicklung und Produktion

Sicherstellung Nachhaltigkeit EM Zustand in Lifecycle Nutzungsphase

  • Kostenminderung in Nutzungsphase für Instandhaltung und Minderung Folgekosten Funktionsausfall oder Minderung Qualitätszusage Bewertungskriterien
  • Sicherstellung Instandsetzungs- Fähigkeit bis definiertes Obsoleszenz Ende. Durch Vorgabe INTRA EM Grenzwerte für direkte Einbauumgebung und Validierung nach Austausch von Bauteile Ersatz bei Abkündigung originärer Ersatzteile

Der Umfang von EMV Maßnahmen ist abhängig von der Zielsetzung des Verfahrens. Das Ergebnis der Bewertung der EMV Maßnahmen wird validiert durch Risikokalkulation. QM Prozesses definiert Risikopriorität EMV im gesamten life cycle Nutzungsphase.


Bewertung Eignung Komponenten

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Bewertung Eignung Komponenten

Einsatz in Betriebsmitteln

 

Beurteilung der EMV-Eignung von Komponenten und deren Schnittstellen zum Einsatz in Betriebsmitteln          

Zielsetzung

Für die elektromagnetische Verträglichkeit eines Betriebsmittels sind 2 Gesichtspunkte entscheidend. 

Die EMV-Richtlinie fordert die Einhaltung von Grenzwerten für die Störaussendung und die Störfestigkeit gegen Beeinflussung innerhalb der normativen EM-Grenzwerte. Das Ziel der EMV-Richtlinie ist eine zufriedenstellende Verfügbarkeit eines Betriebsmittels bei bestimmungsgemäßem Gebrauch, im Zusammenspiel mit anderen Betriebsmitteln.

Anders ist die Zielsetzung einer optimalen INTRA-EMV. Dies ist eine Qualitätsforderung des Herstellers mit dem Ziel innerhalb des Betriebsmittels eine Betriebsstörung durch die gegenseitige Beeinflussung von Komponenten und deren Verdrahtung zu verhindern.

Entsprechend ist in vorliegenden Verfahrensschritt die Zielsetzung für den QM-Prozess festzulegen und damit die Bewertungstiefe der Maßnahmen.

EM-verträgliche Komponenten sind an Einbauplätzen zusammenzufassen und von Komponenteneinbauräumen anderer Störrelevanz zu entkoppeln.

Diese Verfahrensbeschreibung ist Teil des QM Prozesses EMV zur EMV Planung und Qualifikation von Betriebsmittel wie Geräte, Schaltschränke, Maschinen, Anlagen usw. 

ERFASSEN UND BEWERTEN DER EIGNUNG DER EINZUSETZENDEN KOMPONENTEN UND DEREN SCHNITTSTELLEN ZUM EINSATZ IN BETRIEBSMITTEL      

BEWERTUNG EMV-GRENZWERTE ENTSPRECHEND FORDERUNG DER EMV-RICHTLINIE UND/ODER QUALITÄTSANSPRUCH OPTIMALE VERFÜGBARKEIT und      

  • ÜBEREINSTIMMUNG GRENZWERTE KOMPONENTEN MIT HARMONISIERTEN NORMEN FÜR EM-FELD                          LEITUNGSGEBUNDENE BEEINFLUSSUNG 
  • EIGNUNGSVORAUSSETZUNG NACH STAND DER TECHNIK NETZQUALITÄT
  • EIGNUNGSVORAUSSETZUNG NACH STAND DER TECHNIK ÜBERSPANNUNGSFESTIGKEIT
  • HERSTELLERANFORDERUNGEN AN STARKE STÖRQUELLEN       

EMV-FORDERUNGEN FUNKTIONALE SICHERHEIT FÜR KOMPONENTEN MIT SICHERHEITSFUNKTION    

BEURTEILUNG BEWERTUNGSKRITERIEN AN EINGESETZTE GERÄTE       

KOMPONENTENEINBAUMAßNAHMEN          

KOMPONENTENKLASSIFIZIERUNG  

EMV BEURTEILUNG SCHNITTSTELLEN        

            KOMPONENTENSCHNITTSTELLEN KLASSIFIZIERUNG    

                                    SCHNITTSTELLENTYP DEFINIEREN   

                                    SCHNITTSTELLENZUORDNUNG STANDARD LEITUNGSKLASSE     

                  BEURTEILUNG DER KOMPONENTEN-SCHNITTSTELLENVERBINDUNGEN    

                                    ABGLEICHARTEN DER LEITUNGSVERBINDUNG                

                        ABGLEICH ANFORDERUNGEN AN SCHIRMANBINDUNG

BETRACHTUNG NACHHALTIGKEIT DURCH OBSOLESZENZ MANAGEMENT           

VORGEHENSWEISE NACH VERFAHRENSANWEISUNG       

VERIFIZIERUNG INHÄRENTE INTRA-EMV ZUR RISIKOMINDERUNG BEI HOCHKOMPLEXEN SYSTEMEN  

DOKUNEMTATION IN  KOMPONENTEN  - VERBINDUNGSLISTE