GN Audio normalise les tests en production pour assurer la qualité

Csaba Fodor – Ingénieur tests et chef de plate-forme sénior — GN Audio

Christian Wolf - Responsable, Global Manufacturing Test - GN Audio 

 

Points saillants de l’étude de cas

  • Difficulté : respecter la couverture des tests, le calendrier de développement et les exigences de partage de données à l’échelle de l’entreprise pour les DUT de plus en plus volumineux et complexes.  

  • Solution : déployer avec succès une plate-forme de test normalisée pour plus de 20 produits, sur six sites de production à travers le monde, basée sur le matériel de mesure NI, TestStand et les logiciels CATS de CIM.AS

  • Succès : le développement des tests a été réduit de quelques mois à quelques semaines malgré une augmentation de la couverture des tests de 2,5 fois sur les nouveaux produits. Les données de test ont été rendues accessibles à toute l’entreprise et aux fournisseurs.

  • Valeur : le temps de développement a été réduit tout comme le temps d’analyse des données et les changements de taux d’échec des tests sont maintenant identifiés rapidement

     

Le défi

GN Audio avait besoin d’une nouvelle plate-forme de test en production pour sa gamme de produits électroniques grand public Jabra. Cette entreprise devait s’adapter à des exigences de couverture de tests plus élevées, ce qui réduisait les efforts de développement.

La solution​

Sa solution recourt au matériel et aux logiciels commerciaux prêts à l’emploi de NI et de CIM.AS. Elle répond à ses besoins accrus en matière de couverture de test et réduit le développement de quelques mois à quelques semaines. Ce système est désormais déployé avec succès sur six sites de fabrication à travers le monde.

GN Audio est leader en matière de communications techniques et de solutions acoustiques, et innove pour autonomiser à la fois les consommateurs et les entreprises. Fiers d’appartenir au groupe GN, nous nous engageons à aider les gens à profiter d’une meilleure écoute, à en faire plus pour eux et à aller au-delà de leur imagination. À travers le son et la vidéo, nous transformons la vie. L’excellence en ingénierie de Jabra montre la voie à suivre, en tirant parti de 150 ans de travail de pionnier, nous créons des écouteurs et des outils de communication intégrés qui permettent aux professionnels de travailler de manière plus productive ; des casques et des écouteurs sans fil qui permettent aux consommateurs de mieux profiter des appels, de la musique et des médias ; et des solutions innovantes de visioconférence pour une collaboration transparente entre les équipes distribuées.
 

Le groupe GN, créé en 1869, opère dans 100 pays et offre des solutions innovations, fiables et faciles d’utilisation. Aujourd’hui, GN compte 6200 employés et est répertorié sur Nasdaq Copenhagen. GN rend la vie meilleure à travers l’audio.

 

 

 

Les attentes des consommateurs ont évolué au cours des dernières années et ceux-ci exigent maintenant des produits électroniques de qualité « premium » pouvant être des symboles de statut tout en étant des périphériques fonctionnels. Pour être compétitifs, les périphériques doivent répondre à des normes de qualité considérablement plus élevées, avoir plus de fonctionnalités et être disponibles à un prix abordable. Par exemple, lorsque GN Audio a créé un nouveau type de marché avec le lancement d’écouteurs sans fil miniatures, nous devions toujours répondre aux attentes de qualité audio définies par d’autres produits plus grands de notre gamme. Même si la musique haute définition, la fiabilité de la connexion sans fil et la durée de vie de la batterie étendue permettaient autrefois de différencier les produits, ils constituent maintenant de véritables enjeux.

Tirant parti de la vaste expérience de GN en matière de conception d’appareils auditifs de pointe, nos ingénieurs en R&D ont réussi à relever les défis liés à ces produits : réunir plusieurs microphones, accéléromètres, processeurs, radios, etc. dans un très petit paquet.


La pression pèse sur les ingénieurs tests qui doivent assurer le bon fonctionnement de chaque produit que nous livrons : Plus la qualité des périphériques audio augmente, plus la complexité et la précision des stations de test acoustique augmentent. Les étapes du test qui dure au total des dizaines de secondes incluent :
 

  • Le test de communication avec le périphérique

  • Le test d’induction magnétique en champ proche

  • L’appairage Bluetooth

  • Le test de la batterie 

  • Les tests de plusieurs émetteurs acoustiques 

  • Les tests de plusieurs récepteurs acoustiques 

  • Les nombreux étalonnages de microphone

  • Les nombreux étalonnages du récepteur 

  • Le test de l’interface utilisateur (UI) (boutons et LED)

 

Nous avons utilisé la plate-forme de test acoustique GN pour tester plus de 80 produits et variants différents. Pour répondre à leurs diverses exigences, il fallait effectuer un séquencement et une automatisation plus sophistiqués. L’équipe de test en production est confrontée à des tests de plus en plus complexes, à des attentes d’une plus grande précision/répétabilité des mesures, à une plus grande automatisation et au besoin de faciliter le partage des données.

 

Pressions sur l’organisation des tests en production de GN
 

  • Complexité : les exigences de couverture des tests ont augmenté de 2,5 fois lors des récents lancements de nouveaux produits
  • Qualité :précision et répétabilité accrues des spécifications des mesures de test.
  • Cycle de vie :l’équipe de développement de tests GN prend en charge six sites de production dans le monde gérés par des partenaires EMS
  • Planification de développement :l’entreprise veut être la première à mettre sur le marché la planification de développement de tests réduits de quelques mois à quelques semaines
  • Volume de production :la demande en produits électroniques grand public tels que les écouteurs et les casques de bureau a considérablement augmenté en raison des changements professionnels et du style de vie
  • Données :demande croissante en données de test requises par un ensemble plus vaste de fonctions chez GN Audio et les fournisseurs

 

Notre solution de test précédente était une plate-forme développée en interne que nous avons rejointe pour évoluer sur plus de 10 ans. Il était évident que cette stratégie devenait un handicap pour l’entreprise, car les nouvelles fonctionnalités (types de mesure et intégration du système d’exploitation Windows) étaient difficiles à implémenter, la correction des bugs prenait beaucoup de temps et l’intégration du personnel était longue et inefficace. 

 

Utilisation d’outils commerciaux prêts à l’emploi (COTS)

Nous avons adopté une stratégie qui utilise du matériel et des logiciels commerciaux prêts à l’emploi (COTS) dans la mesure du possible pour des tâches standard telles que la conception de processus, l’analyse et l’établissement de rapports. En collaborant avec des experts en test et en tirant parti de leurs outils pour effectuer ces tâches, notre équipe a pu se concentrer sur l’écriture et l’exécution de tests spécifiques au DUT, un domaine dans lequel notre équipe est la plus utile. Et à mesure que la complexité du DUT augmente, il est essentiel de trouver des points de départ de niveau supérieur sur lesquels construire nos stations de test afin de répondre aux demandes de l’entreprise. 

 

Cette stratégie a réduit le temps de développement, amélioré la qualité/la répétabilité des tests et allégé le fardeau de l’entretien, tout en offrant une flexibilité pour l’avenir. Cela a également réduit le niveau d’expertise du domaine requis pour que l’ingénieur de l’équipe soit performant, ce qui a facilité le recrutement et permet aux employés de travailler sur un éventail plus large de projets.

 

 

Matériel

Les tests acoustiques sont effectués sans fil dans une chambre anéchoïque. La configuration de chaque élément de test est exclusif au DUT ; cependant, nous utilisons un ensemble commun de composants dans la mesure du possible afin de faciliter la maintenance sur les sites de production à travers le monde. Les haut-parleurs et les microphones GRAS, configurés sur la base de bouches et d’oreilles artificielles, fournissent une précision et une fiabilité lors de la fabrication. Ils sont connectés via une alimentation pour microphone à une carte DAQ NI intégrée au système de test. 

 

Pour nous, le matériel NI DAQ est la norme industrielle pour les applications de test en production. L’intégration étroite avec les logiciels NI garantit un accès aisé à nos exigences de couverture. Les outils NI sont bien connus dans l’industrie. Par conséquent, les nouveaux employés et consultants pourront monter en puissance rapidement, ce qui réduit les délais et améliore la qualité du développement.

 

Nous développons et maintenons sur place les infrastructures mécaniques et les appareils de la station de test, car notre équipe dispose des compétences nécessaires pour le faire. Ainsi, nous pouvons effectuer une personnalisation complète tout en minimisant les exigences d’investissement financier par station.

 

Logiciels

La réutilisation est indispensable à notre stratégie logicielle. La plupart des tests requis sont courants et ne nécessitent qu’une variation de la gamme de fréquences. Cependant, il est de plus en plus fréquent que les nouveaux DUT nécessitent de toutes nouvelles mesures. Pour assurer un développement continu, efficace et un fonctionnement stable, nous avons développé une architecture logicielle évolutive utilisant des outils commerciaux prêts à l’emploi qui nous permettront d’ajouter et de réutiliser des mesures. 

 

Nous avons utilisé les outils logiciels suivants :

 

  • TestStand :nous avons choisi ce séquenceur de norme industrielle, car son modèle de processus et son architecture de plugins facilitent la personnalisation. NI TestStand ouvre de nouvelles possibilités, avec des fonctionnalités de test en parallèle et de génération de rapports intégrées.

 

  • CATS de CIM.AS : nous avons choisi ce logiciel de solutions de test audio, car il réduit le temps de développement, assure la qualité de l’algorithme d’analyse et introduit de nouvelles fonctionnalités qui améliorent la couverture des tests. Nous avons utilisé CATS pour la génération de signaux, l’analyse, l’enregistrement des résultats et l’étalonnage des systèmes de mesure.

 

  • LabVIEW :cet environnement de développement des ingénieurs tests permet l’acquisition de données, la communication de données et la conception d’une interface graphique. Nous l’avons choisi pour son développement rapide, son intégration matérielle étroite et son interopérabilité avec un large écosystème d’autres outils logiciels. 

 

 

En associant parfaitement les outils logiciels, abstraction faite des tâches et des architectures communes, notre équipe de test a pu se concentrer sur la conception de tests haute précision et à haute répétabilité en utilisant ses connaissances spécifiques du fonctionnement des DUT.

 

Le volume de production devrait augmenter au cours des prochaines années, ce qui nécessitera des niveaux d’automatisation plus élevés. Au fur et à mesure de l’implémentation de cette automatisation, l’abstraction ou l’externalisation des processus standard devient de plus en plus cruciale. Nous attendons de l’équipe d’ingénieurs qu’elle relève les défis croissants tout en gérant consciemment les budgets et les effectifs. 

 

Données

La demande d’informations sur les données des stations de test en production augmente au sein de l’entreprise. En plus des fonctions habituelles d’opérations et de développement de tests, les ingénieurs du marché, de vérification de la conception, du son et de conception matérielle requièrent également que les données de test soient intégrées dans leurs tâches. Nos testeurs de production créent plus de 5 Go de données de test chaque jour, ce qui se traduit par des To de données dans toute l’entreprise. Sans une bonne gestion, ces données peuvent facilement être mal étiquetées, mal utilisées ou mal interprétées. 

 

Chaque fonction utilise ces données différemment, d’où la nécessité d’avoir plusieurs tableaux de bord et options de recherche. Pour répondre à ces demandes, les ingénieurs tests ont adopté des formats de données, un stockage et une communication communs. Les fonctions au sein de l’entreprise peuvent désormais générer leurs propres rapports à partir des données de test, au lieu de les demander aux ingénieurs tests. Cela a permis à notre équipe de gagner beaucoup de temps. Grâce à une disponibilité efficace des données, les ingénieurs tests peuvent apporter une valeur ajoutée à l’entreprise, en contribuant à la qualité des conceptions de produits existants ou nouveaux.

 

Partenariat

L’un des éléments clés du succès de ce projet était la collaboration entre une communauté d’ingénieurs issus de plusieurs entreprises. Il est frustrant et peu rentable de passer son temps à réinventer la roue, mais il est tout aussi frustrant de voir un partenaire fournir une roue lorsque vous essayez de concevoir un levier. 

 

Notre partenariat avec CIM.AS nous a permis de trouver un groupe d’ingénieurs spécialisés dans la production et les tests acoustiques et disposés à consacrer leur temps à la compréhension de notre entreprise, de notre application et de notre couverture de test. En collaborant avec NI, ils ont fourni des outils et des conseils qui nous ont maintenus à la pointe de la technologie et ont appuyé nos objectifs. 

 

CIM.AS possède des décennies d’expérience dans la conception et la construction de stations de tests acoustiques et électriques. Grâce à son support technique fiable, nous sommes assurés de livrer nos stations de test de haute qualité dans les délais à nos sites de production à travers le monde. 

 

Résultats comparés aux solutions précédentes de test de DUT similaires
 

  • Complexité :répondre à la couverture des tests en utilisant les ressources existantes malgré une complexité 2,5 fois plus importante
  • Qualité :répétabilité et précision des mesures maintenues, ce qui renforce la confiance des consommateurs dans les performances acoustiques et électriques des produits GN audio
  • Cycle de vie : déploiement réussi sur six sites de production dans le monde avec peu de demandes de soutien et de maintenance renvoyées à l’équipe de développement des tests
  • Planification de développement :le développement des tests fonctionnels de NPI a été réduit à deux semaines grâce à une architecture de plate-forme normalisée et à des outils de développement rapides tels que NI TestStand et CATS de CIM.AS.
  • Volume de production : répondre aux exigences en volume de production, allant de dizaines de milliers à des millions en fonction de la gamme de produits
  • Données : les fonctions de R&D, de validation, de test et d’opération ont bénéficié d’un accès aux données de production du prototype à la fabrication, contribuant ainsi à une nouvelle qualité de conception de produits

 

Figure 1. Les fonctionnalités du produit Earbud nécessitent une couverture de test.
Figure 2. Architecture de la station de test