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作者：NI公司 曾經(jīng)，在線(xiàn)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(guò)關(guān)、可以放行，但是那樣的日子已經(jīng)過(guò)去了。嚴格的測試、精確度、穩定性、以及完整記錄形成文檔（現在已經(jīng)是大多數制造商的首要任務(wù)）的重要性日漸增加。 高端電子產(chǎn)品的增長(cháng)趨勢正在改變整個(gè)市場(chǎng)消費者的期望，也增加了測試工程面臨的挑戰。 為了具備競爭優(yōu)勢，產(chǎn)品必須滿(mǎn)足更高的質(zhì)量標準、有更多的功能、并且仍保持合理的價(jià)格。 例如，當GN Audio（Jabra）推出小型無(wú)線(xiàn)耳塞、創(chuàng )建一個(gè)新的市場(chǎng)品類(lèi)時(shí)，他們預期的音頻質(zhì)量必須能與其他較大的產(chǎn)品相提并論。高清的音樂(lè )、可靠的無(wú)線(xiàn)傳輸以及更長(cháng)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(lái)了持續的產(chǎn)品質(zhì)量壓力，同時(shí)增加了測試站的復雜性和精確度。 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(gè)人都相關(guān)，我們支付的價(jià)格越高，對產(chǎn)品功能、硬件可靠性、軟件穩定性以及整體設計的期望就越高。設計和測試對整個(gè)產(chǎn)品質(zhì)量同樣重要： 要創(chuàng )建功能可靠的產(chǎn)品設計，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)品的故障數據。 為確保每個(gè)產(chǎn)品符合設計要求，需要知道要測試什么，如何進(jìn)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(shí)沒(méi)有測試工程師在場(chǎng)，那你就要遇到麻煩了。測試和設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，它可以確保具備全面測試的能力。 說(shuō)起醫療設備行業(yè)，其中例如起搏器這樣對生命至關(guān)重要的設備有充分的理由把產(chǎn)品質(zhì)量放在最高優(yōu)先級。美敦力公司全球測試團隊的負責人Chris Robinson非常清楚： 
數據的作用直接關(guān)系到患者的安全，如果現場(chǎng)發(fā)現異�；騿�(wèn)題，我們將立即開(kāi)始故障分析，他們首先要看的就是生產(chǎn)測試數據。 -Chris Robinson, 全球測試經(jīng)理，美敦力，美國 在美敦力、波士頓科學(xué)或者邁瑞，如果你和那里的測試工程師交談，你會(huì )聽(tīng)到諸如“測試顧問(wèn)”，“測試冠軍”或“生產(chǎn)顧問(wèn)”之類(lèi)的詞來(lái)指代從產(chǎn)品設計立項會(huì )議就參與其中的測試工程師們，它保證了設計的產(chǎn)品能被正確地測試。 “為測試設計”不是一個(gè)新概念，但要真正發(fā)揮效果，所有相關(guān)部門(mén)都必須積極參與實(shí)踐，而不僅停留在理論流程圖或幻燈片上。這些會(huì )議中要考慮的關(guān)鍵領(lǐng)域是決定測量的功能廣度，確保操作的恰當的測試極限、以及測試過(guò)程中設備連接點(diǎn)的可及性。在設計團隊管理上投入時(shí)間可以強化他們受益于測試角度輸入的感受，例如，更容易的設計迭代、更準時(shí)的產(chǎn)品發(fā)布。一些測試團隊會(huì )盡力協(xié)助確定表征，然后（至少在初始階段）驗證設計，確保測試團隊在產(chǎn)品會(huì )議上的席位。 研發(fā)和測試團隊的關(guān)系，不應該止步于測試文檔建立完成后。測試數據必須找到反饋產(chǎn)品設計的方式。為了說(shuō)明這個(gè)問(wèn)題，讓我們看兩個(gè)產(chǎn)品案例： S＆C Electric是構成電力系統的高質(zhì)量開(kāi)關(guān)、保護及控制類(lèi)產(chǎn)品的領(lǐng)先制造商。他們的產(chǎn)品都是大型、復雜及昂貴的，出售給與S＆C有長(cháng)期合作關(guān)系的公用事業(yè)公司。產(chǎn)品故障會(huì )導致電網(wǎng)中斷或其他安全隱患。由于客戶(hù)群已知且項目都是長(cháng)期部署，維護和維修工程可以直接將數據集提供給研發(fā)團隊進(jìn)行設計迭代。 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(chǎng)中享受了奢侈品級別的溢價(jià)，這來(lái)源于他們品牌的質(zhì)量聲譽(yù)。用戶(hù)不希望去見(jiàn)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。在這樣的預期下，研發(fā)人員就需要依靠生產(chǎn)測試提供的數據去識別可能發(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(hù)不滿(mǎn)意的原因。 現在問(wèn)一下自己：你是否在有效地將測試數據提供給你們的研發(fā)團隊？如果還沒(méi)有，這個(gè)需求很快就會(huì )來(lái)了，而且準備好他們不僅要對數據庫的訪(fǎng)問(wèn)，還要求可搜索的、有意義的測試結果、趨勢和觀(guān)察結果。 跨部門(mén)跨組織對測試數據的需求正在幫助推動(dòng)數字化轉型計劃。隨著(zhù)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(yǔ)、在他們測試站中開(kāi)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. 數字測試站的轉換可以從數據和系統管理開(kāi)始。 充分實(shí)現數字化轉型價(jià)值所需的IT基礎架構可能需要花費一些時(shí)間，但還是有一些事情現在就可以看到收益： 采用統一的數據格式，讓公司內不同來(lái)源的數據具有可比性； 在測試數據旁邊記錄上下文元數據，以便在發(fā)生故障時(shí)能了解組裝和測試中做執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)境數據； 采用諸如NI SystemLink之類(lèi)的軟件工具，以實(shí)現測試站與數據庫之間的連接的標準化，形成可視化的趨勢報告。 識別不可信測試數據的根本原因 為了強調每次準確、可靠地測量對規格的遵守情況，讓我們先來(lái)學(xué)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(jìn)行線(xiàn)下測試。他們的PCBA板是在其他工廠(chǎng)生產(chǎn)、然后運往這里進(jìn)行最后組裝的。經(jīng)過(guò)10次測試后，同一臺設備會(huì )通過(guò)6次而失敗4次。因此其他團隊質(zhì)疑測試數據的有效性并將問(wèn)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(jìn)行故障排除。 諸如此類(lèi)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(xiàn)中產(chǎn)生的噪音或夾具中設計不良的布線(xiàn)板。然后，你還必須考慮交換結構、大規�；ミB、電纜散熱條件（熱電偶效應）......這個(gè)清單還可以繼續。但是對于這個(gè)案例，讓我們考慮兩個(gè)常見(jiàn)的原因：測量精度和軟件錯誤。 測量精度 盡管存在解決此問(wèn)題的技術(shù)（在大多數情況下），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格、或者由于預算限制導致承諾過(guò)度、無(wú)法兌現。例如，兩個(gè)外觀(guān)相似的16位ADC電壓輸入板卡的絕對精度可能有很大不同。新上市的低成本數據采集選項具有不同的規格表述細節，這給毫無(wú)戒心的制造商帶來(lái)了風(fēng)險，他們可能會(huì )看到誤報。有兩種最佳操作可以幫到您： 采購和技術(shù)部門(mén)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的方式。 與現有的儀器供應商建立合作伙伴關(guān)系，他們在質(zhì)量、模擬、前端設計和已發(fā)布的規范方面都有良好的記錄，對計算精確性有詳細說(shuō)明。 計時(shí)精度經(jīng)常被忽略。觸發(fā)和同步需要在待測件（DUT）刺激、響應和測量間保持一致。這里如果沒(méi)有精確性，您將永遠無(wú)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(lèi)似PXI的機箱框架中，可以在同一個(gè)機箱背板上共享計時(shí)信號，而不再依賴(lài)外部線(xiàn)纜，可以減少計時(shí)誤差。
圖2. 計時(shí)精度可以通過(guò)連接在機箱背板上的儀器來(lái)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(wú)錯代碼的路徑是通過(guò)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(wèn)題最常見(jiàn)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)量的最大貢獻者，因為增加的ROI允許對每段代碼投入更多的時(shí)間。
圖3：方案圖突出顯示：對于新產(chǎn)品設計只需開(kāi)發(fā)一個(gè)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(shí)支持松耦合的模塊化架構： 開(kāi)發(fā)一種在代碼模塊之間具有最小依賴(lài)性的軟件架構，意味著(zhù)每個(gè)功能模塊可以以相同的方式運行，而與運行它的上下文無(wú)關(guān)。這樣可以大量重用精心編寫(xiě)的經(jīng)過(guò)驗證的代碼，從而實(shí)現縮短產(chǎn)品上市時(shí)間、提高代碼質(zhì)量、并改善監管重新認證的次數。 -Neil Evans, 高級經(jīng)理，飛利浦，美國 總結 沒(méi)有確保產(chǎn)品質(zhì)量的靈丹妙藥。但是，將精心設計構建的儀器、流程、以及協(xié)作數據共享相結合，至少可以為您提供大部分的助力。測試不是單項活動(dòng)，而是團隊合作。將您的系統集成伙伴和產(chǎn)品供應商視為各自領(lǐng)域的專(zhuān)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，而是執行合理的測試策略、助力公司的主營(yíng)業(yè)務(wù)。作為測試業(yè)界的引領(lǐng)者，NI的尖端測試系統和完善的服務(wù)體系，賦能你們成為最高效的測試團隊！” ——Kyle Voosen, 電子產(chǎn)品生產(chǎn)測試總監，NI |
