通過改善生產(chǎn)測試來提高產(chǎn)品質(zhì)量
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div>曾經(jīng)，在線測試機上亮起的綠色指示燈和操作員豎起的大拇指就足以證明產(chǎn)品質(zhì)量過關(guān)、可以放行，但是那樣的日子已經(jīng)過去了。嚴格的測試、精確度、穩(wěn)定性、以及完整記錄形成文檔（現(xiàn)在已經(jīng)是大多數(shù)制造商的首要任務(wù)）的重要性日漸增加。
高端電子產(chǎn)品的增長趨勢正在改變整個市場消費者的期望控制工程網(wǎng)版權(quán)所有，也增加了測試工程面臨的挑戰(zhàn)。
為了具備競爭優(yōu)勢，產(chǎn)品必須滿足更高的質(zhì)量標準、有更多的功能、并且仍保持合理的價格。 例如，當GN Audio（Jabra）推出小型無線耳塞、創(chuàng)建一個新的市場品類時，他們預(yù)期的音頻質(zhì)量必須能與其他較大的產(chǎn)品相提并論。高清的音樂、可靠的無線傳輸以及更長的電池壽命，這些曾經(jīng)的差異化優(yōu)勢，如今都成了獲勝的籌碼。它們也給測試工程帶來了持續(xù)的產(chǎn)品質(zhì)量壓力，同時增加了測試站的復(fù)雜性和精確度。
作為消費者，耳機（或者其他相似的產(chǎn)品）的故事與我們每一個人都相關(guān)，我們支付的價格越高，對產(chǎn)品功能、硬件可靠性、軟件穩(wěn)定性以及整體設(shè)計的期望就越高。設(shè)計和測試對整個產(chǎn)品質(zhì)量同樣重要：
●要創(chuàng)建功能可靠的產(chǎn)品設(shè)計，不僅需要創(chuàng)造力、對下游流程的深刻理解，還需要充分獲取制造和退回產(chǎn)品的故障數(shù)據(jù)。
●為確保每個產(chǎn)品符合設(shè)計要求，需要知道要測試什么，如何進行測試，以及對測量的準確性有信心。
建立協(xié)作體系，確保產(chǎn)品質(zhì)量
在很多公司里，橫亙在測試工程團隊和研發(fā)團隊之間的墻壁太高，項目仍然以傳統(tǒng)的方式扔在他們身上，而不是基于合作的雙向溝通。如果在做產(chǎn)品決策時沒有測試工程師在場，那你就要遇到麻煩了。測試和設(shè)計團隊之間的早期緊密合作是提高產(chǎn)品質(zhì)量最強大的工具控制工程網(wǎng)版權(quán)所有，它可以確保具備全面測試的能力。
說起醫(yī)療設(shè)備行業(yè)，其中例如起搏器這樣對生命至關(guān)重要的設(shè)備有充分的理由把產(chǎn)品質(zhì)量放在高優(yōu)先級。美敦力公司全球測試團隊的負責人Chris Robinson非常清楚：
數(shù)據(jù)的作用直接關(guān)系到患者的安全，如果現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)異?；騿栴}，我們將立即開始故障分析，他們首先要看的就是生產(chǎn)測試數(shù)據(jù)。
-Chris Robinson, 全球測試經(jīng)理，美敦力，美國
在美敦力、波士頓科學或者邁瑞，如果你和那里的測試工程師交談，你會聽到諸如“測試顧問”，“測試冠軍”或“生產(chǎn)顧問”之類的詞來指代從產(chǎn)品設(shè)計立項會議就參與其中的測試工程師們，它保證了設(shè)計的產(chǎn)品能被正確地測試。 “為測試設(shè)計”不是一個新概念，但要真正發(fā)揮效果，所有相關(guān)部門都必須積極參與實踐，而不僅停留在理論流程圖或幻燈片上。這些會議中要考慮的關(guān)鍵領(lǐng)域是決定測量的功能廣度，確保操作的恰當?shù)臏y試極限、以及測試過程中設(shè)備連接點的可及性。在設(shè)計團隊管理上投入時間可以強化他們受益于測試角度輸入的感受，例如，更容易的設(shè)計迭代、更準時的產(chǎn)品發(fā)布。一些測試團隊會盡力協(xié)助確定表征，然后（至少在初始階段）驗證設(shè)計，確保測試團隊在產(chǎn)品會議上的席位。
研發(fā)和測試團隊的關(guān)系，不應(yīng)該止步于測試文檔建立完成后。測試數(shù)據(jù)必須找到反饋產(chǎn)品設(shè)計的方式。為了說明這個問題，讓我們看兩個產(chǎn)品案例：
●S＆C Electric是構(gòu)成電力系統(tǒng)的高質(zhì)量開關(guān)、保護及控制類產(chǎn)品的領(lǐng)先制造商。他們的產(chǎn)品都是大型、復(fù)雜及昂貴的，出售給與S＆C有長期合作關(guān)系的公用事業(yè)公司。產(chǎn)品故障會導致電網(wǎng)中斷或其他安全隱患。由于客戶群已知且項目都是長期部署，維護和維修工程可以直接將數(shù)據(jù)集提供給研發(fā)團隊進行設(shè)計迭代。
●戴森是高品質(zhì)家用電器的領(lǐng)先制造商。與S＆C的產(chǎn)品相比，戴森的產(chǎn)品更小更便宜，但他們卻在家電市場中享受了奢侈品級別的溢價，這來源于他們品牌的質(zhì)量聲譽。用戶不希望去見維修工程師，他們希望能使用幾年不發(fā)生故障，然后直接更換新的產(chǎn)品。在這樣的預(yù)期下，研發(fā)人員就需要依靠生產(chǎn)測試提供的數(shù)據(jù)去識別可能發(fā)生的故障原因。今天導致產(chǎn)量下降的原因可能就是明天導致客戶不滿意的原因。
現(xiàn)在問一下自己：你是否在有效地將測試數(shù)據(jù)提供給你們的研發(fā)團隊？如果還沒有控制工程網(wǎng)版權(quán)所有，這個需求很快就會來了，而且準備好他們不僅要對數(shù)據(jù)庫的訪問，還要求可搜索的、有意義的測試結(jié)果、趨勢和觀察結(jié)果。
跨部門跨組織對測試數(shù)據(jù)的需求正在幫助推動數(shù)字化轉(zhuǎn)型計劃。隨著企業(yè)們超越物聯(lián)網(wǎng)和工業(yè)4.0這些紙面上的流行語、在他們測試站中開始部署有意義的連接，他們就可以對產(chǎn)品生產(chǎn)和提高質(zhì)量獲得更好的洞察。
圖1. 數(shù)字測試站的轉(zhuǎn)換可以從數(shù)據(jù)和系統(tǒng)管理開始。
充分實現(xiàn)數(shù)字化轉(zhuǎn)型價值所需的IT基礎(chǔ)架構(gòu)可能需要花費一些時間，但還是有一些事情現(xiàn)在就可以看到收益：
●采用統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式，讓公司內(nèi)不同來源的數(shù)據(jù)具有可比性；
●在測試數(shù)據(jù)旁邊記錄上下文元數(shù)據(jù)，以便在發(fā)生故障時能了解組裝和測試中做執(zhí)行的操作員和使用的機器/儀器，甚至了解到制造條件下的環(huán)境數(shù)據(jù)；
●采用諸如NI SystemLink之類的軟件工具，以實現(xiàn)測試站與數(shù)據(jù)庫之間的連接的標準化，形成可視化的趨勢報告。
識別不可信測試數(shù)據(jù)的根本原因
為了強調(diào)每次準確、可靠地測量對規(guī)格的遵守情況，讓我們先來學習一家大型電機制造商的案例。他們的功能測試小組在封閉的電氣控制單元上進行線下測試。他們的PCBA板是在其他工廠生產(chǎn)、然后運往這里進行最后組裝的。經(jīng)過10次測試后，同一臺設(shè)備會通過6次而失敗4次。因此其他團隊質(zhì)疑測試數(shù)據(jù)的有效性并將問題向上反饋，很快獲得了并不想要的公司高層對測試的關(guān)注。為了重建對測試質(zhì)量的信心，工程師必須快速進行故障排除。
諸如此類的測量誤差可能源自信號路徑上的任何地方。如果不完全拆卸，很難追蹤在夾具布線中產(chǎn)生的噪音或夾具中設(shè)計不良的布線板。然后，你還必須考慮交換結(jié)構(gòu)、大規(guī)?；ミB、電纜散熱條件（熱電偶效應(yīng)）......這個清單還可以繼續(xù)。但是對于這個案例，讓我們考慮兩個常見的原因：測量精度和軟件錯誤。
測量精度
盡管存在解決此問題的技術(shù)（在大多數(shù)情況下），錯誤仍然比比皆是。這通常是由于文檔混亂導致誤判儀器規(guī)格、或者由于預(yù)算限制導致承諾過度、無法兌現(xiàn)。例如，兩個外觀相似的16位ADC電壓輸入板卡的絕對精度可能有很大不同。新上市的低成本數(shù)據(jù)采集選項具有不同的規(guī)格表述細節(jié)，這給毫無戒心的制造商帶來了風險，他們可能會看到誤報。有兩種操作可以幫到您：
●采購和技術(shù)部門組成團隊、共同討論不同選項，而不是依靠電子郵件或文檔這些容易忽略重要細節(jié)的方式。
●與現(xiàn)有的儀器供應(yīng)商建立合作伙伴關(guān)系，他們在質(zhì)量、模擬、前端設(shè)計和已發(fā)布的規(guī)范方面都有良好的記錄，對計算精確性有詳細說明。
計時精度經(jīng)常被忽略。觸發(fā)和同步需要在待測件（DUT）刺激、響應(yīng)和測量間保持一致。這里如果沒有精確性，您將永遠無法對他們之間的因果關(guān)系保持信心。將盡可能多的儀器集成到類似PXI的機箱框架中，可以在同一個機箱背板上共享計時信號，而不再依賴外部線纜，可以減少計時誤差。
圖2. 計時精度可以通過連接在機箱背板上的儀器來解決。
軟件錯誤
通常，錯誤存在于軟件分析中、而不是因為物理信號。無錯代碼的路徑是通過對熟練程度、標準慣例和廣泛測試的投入而鋪就的，而產(chǎn)生軟件問題最常見的原因則是草率、缺乏教育和缺乏重用性。重用或標準化是質(zhì)量的貢獻者CONTROL ENGINEERING China版權(quán)所有，因為增加的ROI允許對每段代碼投入更多的時間。
圖3：方案圖突出顯示：對于新產(chǎn)品設(shè)計只需開發(fā)一個新的XML配置文件和DUT夾具。
Neil Evans，飛利浦公司測試經(jīng)理，在團隊討論時支持松耦合的模塊化架構(gòu)：
開發(fā)一種在代碼模塊之間具有最小依賴性的軟件架構(gòu)，意味著每個功能模塊可以以相同的方式運行，而與運行它的上下文無關(guān)。這樣可以大量重用精心編寫的經(jīng)過驗證的代碼，從而實現(xiàn)縮短產(chǎn)品上市時間、提高代碼質(zhì)量、并改善監(jiān)管重新認證的次數(shù)。
-Neil Evans, 高級經(jīng)理，飛利浦，美國
總結(jié)
沒有確保產(chǎn)品質(zhì)量的靈丹妙藥。但是，將精心設(shè)計構(gòu)建的儀器、流程、以及協(xié)作數(shù)據(jù)共享相結(jié)合，至少可以為您提供大部分的助力。測試不是單項活動CONTROL ENGINEERING China版權(quán)所有，而是團隊合作。將您的系統(tǒng)集成伙伴和產(chǎn)品供應(yīng)商視為各自領(lǐng)域的專家，期待從他們那里獲得更高水平的支持和服務(wù)。
“世界一流的測試團隊不僅僅是搭建測試機臺，而是執(zhí)行合理的測試策略、助力公司的主營業(yè)務(wù)。作為測試業(yè)界的引領(lǐng)者，NI的尖端測試系統(tǒng)和完善的服務(wù)體系，賦能你們成為高效的測試團隊！”
——Kyle Voosen, 電子產(chǎn)品生產(chǎn)測試總監(jiān)，NI
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