品質​確保​の​ため​に​製造​テスト​を​標準化​した​GN Audio社

Csaba Fodor氏、​上級​テスト​エンジニア​&​プラットフォーム​責任​者、​GN Audio社

Christian Wolf氏、​グローバル​製造​テスト​担当​マネージャ、​GN Audio​社 

 

ユーザ​事例​の​ハイライト

  • 課題-テストカバレッジ、​開発​スケジュール、​全社​規模​で​の​データ​共有​という​要件​を​満​た​し、​今後​一層​の​複雑​化​と​数量​増加​が​見込​ま​れる​DUT​に​対応​する​こと。  

  • ソリューション-NI​の​測定​用​ハードウェア​と​TestStand、​CIM.AS​の​CATS​ソフトウェア​を​ベース​にし​て、​20​種類​超​の​製品​に​対応​する​標準化​テスト​プラットフォーム​を​開発​し、​世界​各地​6​箇所​の​生産​拠点​に​デプロイ​した。

  • 成果-新​製品​が​複数​追加​さ​れ​た​こと​によって​テストカバレッジ​が​2.5​倍​に​拡大​した​にもかかわらず、​テスト​開発​の​期間​を​数​か​月​から​数​週間​に​まで​短縮​した。​さらに、​会社​全体、​さらに​サプライヤ​に​いたる​まで、​テスト​データ​へ​アクセス​できる​よう​に​した。

  • 生まれ​た​価値-開発​時間​の​削減、​データ​解析​時間​の​短縮、​テスト​不合格​率​の​変化​の​迅速​な​検出。

     

課題

GN Audio​社​は、​一般​消費者​向け​電子​機器​で​ある​Jabra​の​生産​ライン​の​ため​に​新た​な​製造​テスト​プラットフォーム​を​必要​として​いま​した。​この​プラットフォーム​では、​開発​工程​を​短縮​できる​よう、​テストカバレッジ​の​拡張​に​対応​する​こと​が​求め​ら​れ​ま​した。

ソリューション

GN Audio​社​が​選​ん​だ​の​は、​NI​と​CIM.AS​の​COTS​ハードウェア​および​ソフトウェア​から​成る​ソリューション​です。​その​結果、​テストカバレッジ​の​拡張​要件​を​満​た​し、​開発​期間​を​数​か​月​から​数​週間​に​短縮​でき​ま​した。​現在、​この​テスト​システム​は、​世界​各地​に​6​箇所​ある​生産​拠点​に​デプロイ​さ​れ​てい​ます。

GN Audio​社​は、​エンジニアリング​コミュニケーション​と​音響​ソリューション​の​業界​リーダー​として、​消費者​や​事業​者​の​力​に​なる​ため​の​革新​を​続​け​てい​ます。​GN​グループ​の​一員​として、​人々​が​より​多く​の​音​を​聴​き、​より​多く​の​こと​を​成​し​遂​げ、​それ​まで​不可能​と​思​われ​てい​た​こと​を​実現​できる​よう​に​支援​する​こと​が​弊社​の​使命​です。​サウンド​と​ビデオ​を通して、​私​たち​は​人々​の​生活​を​変​え​ます。​卓越​した​技術​で、​Jabra​は​先頭​を​走り​続​け​てい​ます。​この​150​年間​に​開拓​者​として​成​し​遂​げ​て​きた​仕事​を​土台​にし​て、​さまざま​な​機能​を​統合​した​ヘッド​セット​や​コミュニケーション​ツール​を​開発​し、​プロフェッショナル​の​生産​性​向上​を​手助け​してき​ま​した。​弊社​が​お​届け​する​ワイヤレス​ヘッド​フォン​や​イヤ​ホン​によって、​人々​は​会話、​音楽、​メディア​を​より​エンジョイ​し、​先駆​的​な​ビデオ​会議​ソリューション​によって​地理​的​に​離れ​た​チーム​同士​が​シームレス​な​協同​作業​を​実現​し​てい​ます。
 

1869​年​創業​の​GN​グループ​は​100​ヶ国​で​活動​し、​イノベーション​を​起​こ​し、​信頼​性​を​培​い​ながら、​使い​やす​さ​を​提供​し​てい​ます。​今日、​GN​は​6,200​人​の​従業​員​を​擁​し、​Nasdaq Copenhagen​に​上場​し​てい​ます。​GN​は​人生​を​豊か​に​する​音​を​お​届け​し​ます (GN makes life sound better)。

 

 

 

消費者​の​要望​は​ここ​数​年​で​進化​し、​ステータス​シンボル​で​ある​と同時に​機能​的​デバイス​でも​ある​という​「プレミアム」​な​電子​製品​を​求める​よう​に​な​って​き​ま​した。​そうした​中、​競争​力​を​維持​する​に​は、​一段と​高い​品質​基準​を​満​た​し、​より​多く​の​機能​を​備え、​しかも​手頃​な​価格​で​入手​できる​よう​に​する​必要​が​あり​ます。​たとえば、​弊社​は​小型​ワイヤレス​イヤー​パッド​を​発売​し​て、​新た​な​市場​カテゴリ​を​創出​しま​した。​その​際​に、​この​製品​の​オーディオ​品質​を、​弊社​の​ライン​アップ​に​ある​大き目​サイズ​の​製品​と​同じ​レベル​に​する​必要​が​あっ​た​の​です。​HD​品質​の​音楽、​高信頼​性​ワイヤレス、​長​寿命​バッテリ​は、​かつて​製品​の​差別​化​要因​で​した​が、​今​では​当たり前​に​な​って​い​ます。

​これまで​GN​は、​高性能​補聴器​の​設計​において​幅広い​経験​を​積​ん​でき​ま​した。​この​経験​を​活​かし​て、​弊社​の​研究​開発​エンジニア​が​取り​組​んで​見事​に​解決​し、​製品​化​した​課題​が​あり​ます。​それ​は、​複数個​の​マイクロホン、​加速度​計、​プロセッサ、​無線​機​を​極小​の​パッケージ​に​組み​込​ん​だ​こと​です。


​弊社​から​出荷​する​あらゆる​製品​に​目​を​配​り、​正しく​動作​させる​ため​に、​テスト​エンジニア​に​かかる​負担​は​大​きく​な​って​い​ます。​また、​オーディオ​デバイス​の​品質​が​高まる​につれて、​音響​テスト​ステーション​の​複雑​化​と​高​精度​化​が​進​んで​い​ます。​数​十秒​という​時間​内​で​完了​すべ​き​テスト​の​仕様​に​は、​次​の​ステップ​が​含​まれ​ます。
 

  • デバイス​通信​の​テスト

  • 近傍​磁界​誘導​テスト

  • Bluetooth​ペア​リング

  • バッテリ​テスト 

  • 音響​トランスミッタ​の​テスト (複数​回) 

  • 音響​レシーバ​の​テスト (複数​回) 

  • マイクロホン​の​キ​ャ​リ​ブ​レ​ー​ション (複数​回)

  • レシーバ​の​キ​ャ​リ​ブ​レ​ー​ション (複数​回) 

  • ユーザ​インタフェース (UI) の​テスト (ボタン​および​LED)

 

GN​の​音響​テスト​プラットフォーム​を​使​って​80​を​超える​種類​の​製品​と​類似​製品​を​テスト​しま​した。​さまざま​な​要件​に​対応​する​に​は、​さらに​高度​な​シーケンス​と​オートメーション​が​必要​で​した。​製造​テスト​チーム​は、​複雑​性​を​増す​テスト、​測定​精度​と​再現​性​の​高度化、​オートメーション​の​深化、​データ​共有​簡素​化​の​必要性​という​課題​に​直面​した​の​です。

 

GN​製造​テスト​部門​にかけ​ら​れ​た​重圧
 

  • 複雑​性-最近​の​新​製品​導入​において、​テストカバレッジ​の​要件​が​2.5​倍​に​拡大​した。
  • 品質-テスト​測定​の​仕様​に​精度​と​再現​性​の​向上​が​求め​ら​れ​て​いる。
  • ライフサイクル-EMS​パートナー​が​運営​する​世界​各地​6​箇所​の​生産​拠点​を​GN​テスト​開発​チーム​が​サポート​しな​け​れ​ば​なら​ない。
  • 開発​スケジュール-誰​より​も​先に​市場​へ​製品​を​投入​する​という​ビジネス​の​要求​により、​テスト開発のスケジュールが数か月から数週間へと圧縮された。
  • 生産​量-仕事​や​ライフスタイル​の​変化​に​伴​い、​イヤ​ホン​や​オフィス​用​ヘッド​セット​を​始め​と​する​一般​消費者​向け​電子​機器​へ​の​需要​が​一段と​高​ま​って​いる。
  • データ-GN Audio​社​と​その​サプライヤ​の​間​で、​さらに​多く​の​部署​から​テスト​データ​が​求め​られる​よう​に​な​って​いる。

 

従来​の​テスト​ソリ​ュ​ー​ション​は、​社内​で​開発​さ​れ​た​プラットフォーム​で​あり、​10​年​以上​も​機能​を​追加​し​ながら​改良​を​重ねて​き​ま​した。​この​戦略​は、​会社​にとって​負担​に​なり​つつ​ある​こと​は​わか​って​いま​した。​測定​タイプ​や​Windows OS​と​の​統合​など、​新た​な​機能​性​を​導入​する​こと​が​困難​で​した​し、​バグ​フィックス​に​時間​が​かかり​過ぎ、​スタッフ​研修​は​長時間​かつ​非​効率​で​した。 

 

COTS (商用​オフザシェルフ) ツール​の​利用

そこで​弊社​は、​工程​設計、​解析、​レポート​作成​など​の​標準​的​な​作業​で、​可能​な​限り​COTS​ハードウェア​および​ソフトウェア​を​使う​という​戦略​に​移行​しま​した。​テスト​の​エキスパート​から​提供​さ​れる​ツール​を​これらの​作業​に​利用​した​こと​で、​弊社​チーム​は​DUT​に​特​化​した​テスト​の​作成​と​実行​に​注力​できる​よう​に​なり​ま​した。​そして、​それ​こそ​が​チーム​の​最も​得意​と​する​こと​だ​っ​た​の​です。​DUT​は​さらに​複雑​化​し​てい​き​ます。​ビジネス​の​要求​に​応え​よう​と​する​ならば、​できる​限り​高い​レベル​から​テスト​ステーション​の​構築​を​始める​こと​が​とても​重要​です。 

 

この​戦略​によって​開発​期間​を​短縮​し、​テスト​品質​と​再現​性​を​高め​て、​保守​作業​の​負担​を​軽減​し​ながら、​将来​に​備え​て​柔軟性​を​確保​する​こと​が​でき​た​の​です。​また、​特定​の​分野​に関して、​以前​ほど​高い​レベル​の​専門​知識​は​チーム​の​エンジニア​にとって​必要​で​なく​なり​ま​した。​その​結果、​人材​の​採用​も​楽に​なり、​社員​は​広範囲​の​さまざま​な​プロジェクト​で​働く​こと​が​できる​よう​に​な​って​い​ます。

 

 

ハードウェア

音響​テスト​は、​無​響​室​内部​で​空気​伝播​により​実行​さ​れ​ます。​各​テスト​装置​は、​DUT​ごと​に​独自​の​構成​に​な​って​い​ます。​ただし、​可能​な​限り​共通​の​コンポーネント​セット​を​使用​し​て​いる​ため、​世界​各地​の​生産​拠点​で​の​維持​管理​は​容易​です。​GRAS​の​スピーカ​と​マイクロホン​は、​人造の口と耳として構成され、​製造​時​の​確度​と​信頼​性​を​確保​し​ます。​いずれ​も​マイクロホン​の​電源​供給​を​介​し​て、​テストシステム内部に統合された​NI DAQ​ボード​へ​と​接続​さ​れ​てい​ます。 

 

NI DAQ​ハードウェア​は、​製造​テスト​アプリケーション​の​業界​標準​で​ある​と、​私​たち​は​考え​ます。​NI​ソフトウェア​と​密接​に​統合​さ​れ​て​いる​ため、​弊社​の​カバレッジ​要件​に​いつ​でも​対応​でき​ます。​NI​の​ツール​群​は​業界​で​よく​知​ら​れ​て​いる​ので、​新規​雇用​者​や​コンサルタント​でも​すぐ​に​仕事​に​取り​掛​か​れ​ます。​これ​が、​スケジュール​の​短縮​や​開発​品質​の​向上​に​つ​な​が​って​い​ます。

 

テスト​ステーション​の​機械​的​インフラ​や​装置​部分​も​社内​で​開発​し、​メンテナンス​も​自分​たち​で​行​って​い​ます。​これら​に​必要​な​スキル​セット​を​自社​チーム​が​持​って​いる​から​です。​こうして​私​たち​は​テスト​を​すべて​カスタマイズ​し​ながら、​各​ステーション​に​必要​な​投資​を​最小限​に​抑え​てい​ます。

 

ソフトウェア

弊社​の​ソフトウェア​戦略​にとって​重要​な​こと​は、​再​利用​です。​必須​の​テスト​の​多く​は​共通​し​てい​て、​必要​な​の​は​周波数​レンジ​の​調整​くらい​です。​一方で、​まったく​新しい​測定​方法​を​必要​と​する​新規​の​DUT​も​増え​てい​ます。​目下​の​開発​を​効率​化​し、​安定​した​運用​を​確保​する​ため​に、​弊社​は​拡張​性​に​優​れ​た​ソフトウェア​アーキテクチャ​を​開発​しま​した。​これ​は​COTS​ツール​群​を​活用​し、​さまざま​な​測定​を​追加​した​り​再​利用​した​り​できる​もの​です。 

 

弊社​が​使用​した​ソフトウェア​ツール​は​次​の通り​です。

 

  • TestStand-私​たち​が​選​ん​だ​の​は、​この​業界​標準​シーケンサ​です。​その​プロセス​モデル​と​プラグ​イン​アーキテクチャ​によって、​カスタマイズ​が​容易​に、​そして​スピーディー​に​なり​ます。​NI TestStand​は、​その​ビルト​イン​の​並列​テスト​実行​と​レポート​生成​機能​によって​新た​な​可能性​を​広​げ​てく​れ​ます。

 

  • CIM.AS​製​の​CATS-オーディオ​テスト​用​ソリューション​で​ある​この​ソフトウェア​を​選​ん​だ​理由​は、​開発​期間​を​短縮​し、​解析​アルゴリズム​の​品質​を​確保​できる​ほか、​新た​に​導入​さ​れ​た​機能​によって​テストカバレッジ​を​改善​できる​から​です。​CATS​は、​信号​生成、​解析、​結果​データ​の​ロギング、​測定​システム​の​キ​ャ​リ​ブ​レ​ー​ション​に​使​いま​した。

 

  • LabVIEW-この​テスト​用​エンジニアリング​開発​環境​によって、​データ​収集、​データ​通信、​GUI​デザイン​が​可能​です。​LabVIEW​を​選​ん​だ​理由​は、​開発​スピード​の​速​さ、​ハードウェア​と​の​緊密​な​統合、​そして​広大​な​エコ​システム​を​構成​する​他の​ソフトウェア​ツール​群​と​の​相互​運用​性​です。 

 

 

ソフトウェア​ツール​を​正しく​組み合わせ​て​共通​の​タスク​と​アーキテクチャ​を​抽出​した​こと​で、​弊社​テスト​チーム​は、​DUT​作業​に​特​化​した​各自​の​知識​を​駆使​し、​高​確度​で​高い​再現​性​を​持つ​テスト​の​設計​に​注力​できる​よう​に​なり​ま​した。

 

今後​数​年間、​生産​量​の​増加​が​見込​ま​れる​ため、​一層​高い​レベル​で​自動化​を​進める​必要​が​あり​ます。​このように​自動​テスト​の​導入​が​進む​につれて​重要​度​を​増す​の​が、​標準​プロセス​の​抽出​と​アウトソーシング​です。​弊社​エンジニアリング​チーム​は、​予算​額​と​人員​数​を​慎重​に​考慮​し​ながら、​今後​さらに​多く​の​課題​と​向き合う​もの​と​思い​ます。 

 

データ

製造​テスト​ステーション​の​データ​を​活用​した​い​という​要望​が​社内​全体​で​高​まっ​てい​ます。​普段​テスト​作業​や​テスト​開発​を​担当​し​て​いる​部署​の​ほかに、​市場​動向​担当​エンジニア、​設計​検証​担当​者、​オーディオ​エンジニアリング​担当​者、​そして​ハードウェア​設計​エンジニア​が、​テスト​データ​を​各自​の​仕事​で​使い​たい​と​言​って​い​ます。​弊社​の​製造​用​テスタ​群​から、​毎日​5 GB​を​超える​テスト​データ​が​生成​さ​れ​ます。​つまり、​社内​全体​で​TB​単位​の​データ​が​生まれ​て​いる​の​です。​これ​を​適切​に​管理​しない​と、​データ​の​仕訳​ミス​や​誤用、​誤解​を​招き​や​すく​なり​ます。 

 

データ​の​使い方​は​部署​ごと​に​異なる​ので、​ダッシュボード​や​検索​オプション​も​数種類​用意​しな​け​れ​ば​なり​ま​せん。​これらの​要件​を​満たす​ため、​テスト​エンジニアリング​担当​部署​は、​共通​の​データ​形式、​保管​方法、​コミュニケーション​方式​を​採用​しま​した。​現在、​全社​どの​部署​でも​テスト​データ​から​独自​に​レポート​を​生成​でき​ます。​テスト​エンジニアリング​担当​者​に​頼​んで​データ​を​手​に​入れる​必要​は​ありま​せん。​これ​は、​テスト​チーム​に​とっても​大きな​時間​の​節約​です。​いつ​でも​データ​を​効果​的​に​利用​できる​よう​に​なり、​テスト​エンジニアリング​が​会社​全体​に​価値​を​生み​出し、​現行​製品​と​新​製品​両方​の​設計​において​品質​の​向上​に​貢献​し​てい​ます。

 

パートナーシップ

この​プロジェクト​が​成功​した​理由​の​1​つ​は、​企業​の​枠​を​超​えて​協力​し​合う、​数社​から​参加​した​エンジニア​の​コミュニティ​が​あっ​た​から​です。​車輪​の​再​発明 (reinventing the wheel)、​つまり​既存​の​物​や​技術​と​同じ​もの​を​自分​自身​で​ゼ​ロ​から​作り出す​こと​は、​気​が​滅​入り、​非​効率​的​です。​しかも、​自分​が​シフト​レバー​を​設計​し​て​いる​最中​に、​パートナー​が​勘違い​し​て​車輪​を​届け​てく​れ​た​と​したら、​これ​も​同じく​気​が​滅​入り​ます。 

 

CIM.AS​と​の​パートナーシップ​では、​製造​テスト​と​音響​テスト​を​専門​と​する​エンジニア​の​グループ​がい​て、​弊社​の​ビジネス、​アプリケーション、​そして​テストカバレッジ​を​理解​しよう​と​時間​を​費​や​し​てく​れ​ま​した。​NI​と​CIM.AS​は​一緒​に​な​って​ツール​を​提供​し、​相談​に​乗​って​く​れ​ま​した。​その​おかげ​で、​常に​最新​の​技術​に​触れる​こと​が​でき、​私​たち​の​目標​達成​の​支え​に​も​な​っ​た​の​です。 

 

CIM.AS​は、​音響​と​電気​の​テスト​ステーション​を​数​十​年間​も​設計​し、​構築​してき​た​経験​が​あり​ます。​彼ら​の​信頼​できる​エンジニアリング​サポート​の​おかげ​で、​私​たち​は​スケジュール​通り​に​自信​をもって​高​品質​テスト​ステーション​を​世界​各地​の​生産​拠点​に​配置​する​こと​が​でき​ます。 

 

類似​DUT​の​テスト​において、​従来​ソリューション​と​の​比較​結果
 

  • 複雑​性-複雑​化​の​程度​が​2.5​倍​に​増大​した​にもかかわらず、​手元​に​ある​リソース​を​利用​し​て、​テストカバレッジ​の​要件​に​対応​する​こと​が​でき​た。
  • 品質-測定​の​再現​性​と​確度​を​保持​し、​GN Audio​社​の​音響/​電気​製品​に対する​消費者​の​信頼​を​確固たる​もの​に​した。
  • ライフサイクル-世界​6​箇所​の​生産​拠点​に​デプロイ​する​こと​で、​テスト​開発​チーム​へ​の​保守/​修理​作業​の​依頼​を​最小限​に​抑える​こと​が​でき​た。
  • 開発​スケジュール-標準化​さ​れ​た​プラットフォーム​アーキテクチャ​と​NI TestStand​や​CIM.AS​製​CATS​など​の​高速​な​開発​ツール​を​使用​する​こと​で、​NPI (new-​product-​introduction: 新​製品​投入) 用​機能​テスト​の​開発​期間​を​2​週間​に​まで​短縮​でき​た。
  • 生産​量-数​万​から​数​百万​まで​の​大量​の​製造​要件​を​満たす​こと​が​でき​た (数量​は​製品​ライン​ごと​に​異なる)。
  • データ-試作​段階​から​製造​に​いたる​まで、​研究​開発、​検証、​テスト、​運用​の​それぞれ​の​部署​が​生産​データ​に​アクセス​できる​よう​に​なり、​新製品の設計品質向上につながった。

 

図​1. ​ ​イヤ​ホン​製品​の​各種​機能​に​必要​な​テストカバレッジ ​
図​2. ​ ​テスト​ステーション​の​アーキテクチャ ​