GN Audio​实现​生产​测试​标准​化​以​确保​质量

Csaba Fodor ― 高级​测试​工程​师​兼​平台​主管 ― GN Audio

Christian Wolf ― 全球​生产​测试​经理 ― GN Audio 

 

案例​分析​要点

  • 挑战 — 针对​复杂​性​越来越​高​的​大​批量​待​测​设备,​满足​测试​覆盖​范围、​开发​进度​和​公司​范围​数据​共享​要求。  

  • 解决​方案 — 为​全球​六​个​生产​基地​的​20​多种​产品​成功​部署​了​基于​NI​测量​硬件​TestStand​和​CIM.AS CATS​的​标准​化​测试​平台

  • 成功 — 尽管​新​产品​的​测试​覆盖​范围​提高​了​2.5​倍,​仍​将​测试​开发​时间​从​几个​月​缩短到​了​几​周。​整个​公司​和​供应​商​都可​访问​测试​数据。

  • 价值 — 缩短​了​开发​时间,​减少​了​数据​分析​时间​并​快速​确定​了​测试​失败​率​变化

     

挑战

GN Audio​需要​对​其​Jabra​消费​电子​产品​线​使用​全新​的​生产​测试​平台,​并且​需要​调整​到​更高​的​测试​范围​要求,​从而​缩短​开发​周期。

解决​方案

其​解决​方案​是​使用​NI​和​CIM.AS​提供​的​COTS​硬件​和​软件。​既​满足​了​他们​的​预期​测试​覆盖​范围​需求,​还​将​开发​时间​从​几个​月​缩短到​了​几​周。​该​系统​现​已​成功​部署​在​全球​范围​内的​六​个​生产​基地。

GN Audio​是​工程​通信​和​声音​解决​方案​领域​的​佼佼者,​致力​于​为​增强​消费​者​和​企业​的​能力​而​不断​创新。​身为​GN Group​的​一​员,​我们​无比​自豪,​并​致力​于​帮助​人们​获得​更​美妙​的​聆听​体验、​实现​更高​的​目标​并​摆脱​羁​绊、​超越​自我。​通过​声音​和​视频,​我们​的​生活​发生​了​翻天覆地​的​变化。​凭借​150​年​的​辉煌​历史,​Jabra​卓越​工程​一​马​当​先。​基于​此​工程,​我们​创造​了​以下​产品:​可​帮助​专业​人员​提高​工作​效率​的​集成​耳机​和​通信​工具;​可​让​消费​者​更​舒畅​地​享受​通话、​音乐​和​媒体​的​无线​耳机​和​耳塞;​以及​可在​分布​式​团队​之间​实现​无缝​协作​的​开拓​性​视频​会议​解决​方案。
 

GN Group​成立​于​1869​年,​业务​遍及​100​个​国家/​地区,​其​产品​具有​创新​性、​可靠性​并且​易​于​使用。​如今,​GN​拥有​6200​名​员工,​并​在​哥本哈根​证券​交易所​挂​牌​上市。​GN​让​生活​更​美妙。

 

 

 

近年​来,​消费​者​的​预期​已经​发展​为​追求​能够​象征​身份​并且​功能​完善​的“高级”电子​产品。​为了​保持​竞争​力,​设备​必须​满足​比​以前​高​得​多​的​质量​标准、​具有​更多​的​功能,​同时​价格​经济​实惠。​例如,​GN Audio​推出​小型​无线​耳机,​为​市场​引入​了​一个​新的​产品​类别,​而且​其​音​频​质量​必须​与​其他​体积​较大​的​同类​产品​旗鼓相当。​而​高清​音乐、​可靠​的​无线​连接​和​更​长​的​电池​续航​时间​曾经​是​产品​的​差异​化​竞争​因素,​现在​却​成为​了​所有​耳机​的​必备​功能。

​利用​GN​在​高​端​助​听​设计​方面​的​深厚​经验,​我们​的​研发​工程​师​出色​地​克服​了​这些​产品​挑战 — 将​多个​麦克​风、​加速​计、​处理​器、​无线​电​设备​等​组​装​到了​一个​非常​小​的​封​装​中。


​而​我们​的​压力​在于,​测试​工程​需要​确保​我们​交付​的​每​个​产品​都能​正常​工作:​音​频​设备​的​质量​不断​提高,​声音​测试​台​的​复杂​性​和​精确​度​也是​如此。​在​全部​测试​时间​规格​为​几​十秒​的​情况​下,​步骤​包括:
 

  • 设备​通信​测试

  • 近​场​磁感应​测试

  • 蓝牙​配对

  • 电池​测试 

  • 多次​声音​发射​器​测试 

  • 多次​声音​接收​器​测试 

  • 多次​麦克​风​校准

  • 多次​接收​器​校准 

  • 用户​界面​(UI)​测试​(按钮​和​LED)

 

我们​使用​GN​声音​测试​平台​测试​了​80​多种​不同​的​产品。​要​满足​不断​变化​的​要求,​需要​更​完善​的​测试​序列​和​自动​化。​生产​测试​团队​面临​越来越​高​的​测试​复杂​性、​更高​的​测量​精确​度/​可靠性​预期、​更高​的​自动​化,​并且​需要​能够​轻松​共享​数据。

 

GN​生产​测试​组织​承受​的​压力
 

  • 复杂​性 — 在​最近​推出​的​新​产品​中,​测试​覆盖​范围​要求​提高​2.5倍
  • 质量 — 测试​测量​规格​的​精确​度​和​可​重复​性​要求​不断​提高
  • 生命​周期 — GN​测试​开发​团队​为​由​EMS​合作​伙伴​运营​的​六​个​全球​生产​基地​提供​支持
  • 开发​进度 — 率先​进入​市场​这​一​业务​需求​将​测试​开发​计划​从​几个​月​压缩​到​几周
  • 生产​量 — 随着​工作​和​生活​方式​的​改变,​消费​类​电子​设备​(例如​耳塞​和​办公​室​耳机)​的​需求​显著​提高
  • 数据 — GN Audio​和​供应​商​内部​各​职能​部门​对​测试​数据​的​需求​日益​提高

 

我们​以前​的​测试​解决​方案​是​内部​开发​的​平台,​经过​了​10​多年​的​累积​和​发展。​显然,​此​策略​逐步​成为​公司​的​一项​不利​因素,​因为​新​功能​(测量​类型​和​Windows​操作​系统​集成)​难以​实现,​错误​修复​非常​耗​时,​并且​员工​入​职​过程​冗长​而​低​效。 

 

商业​现成​(COTS)​工具​的​使用

我们​改变​了​策略,​即​在​可能​的​情况​下,​对​过程​设计、​分析​和​报告​等​标准​任务​使用​商业​现成​的​(COTS)​硬件​和​软件。​与​测试​专家​合作,​并​利用​他们​的​工具​完成​这些​任务,​从而​让​我们​的​团队​能够​专注​于​编写​和​执行​特定​于​待​测​设备​的​测试,​这​正是​我们​团队​最能​增加​价值​的​领域。​随着​待​测​设备​复杂​性的​提高,​找到​更高​水平​的​起点​至​关​重要,​当​需要​满足​业务​需求​时,​我们​可以​在​这个​起点​的​基础​上​构​建​自己​的​测试​台。 

 

此​策略​缩短​了​开发​时间,​提高​了​测试​质量/​可​重复​性​并​减轻​了​维护​负担,​同时​为​未来​提供​了​灵活​性。​它​还​降低​了​团队​中​工程​师​高效​工作​所需​的​领域​专业​知识​水平,​因此​可以​更​容易​地​聘用​合适​的​人才,​并​让​员工​轻松​应对​各种​各样​的​项目。

 

 

硬件

声学​测试​是在​消声​室内​通过​OTA​方式​进行​的。​每​个​测试​连接​件​的​配置​都是​待​测​设备​特有的;​不过,​我们​尽可能​使用​一套​通用​组​件,​以便​在​全球​生产​基地​轻松​维护。​配置​到​人造​口腔​和​耳朵​内的​GRAS​扬声器​和​麦克​风​可在​制造​过程​中​确保​准确​度​和​可靠性。​这些​装置​通过​麦克​风​电源​连接​到​测试​系统​内​集成​的​NI DAQ​板​卡。 

 

我们​将​NI DAQ​硬件​视为​生产​测试​应用​的​行业​标准​硬件。​NI DAQ​硬件​与​NI​软件​的​紧密​集成​使​我们​可以​随时​满足​测试​覆盖​范围​要求。​NI​工具​在​整个​行业​内​驰​名,​这​意味​着​新​员工​和​顾问​能够​快速​熟练​工作,​从而​加快​进度​并​提高​开发​质量。

 

由于​我们​的​团队​拥有​必要​的​技能​组合,​我们​可在​内部​开发​并​维护​测试​台​机械​基础​设施​和​连接​件。​因此,​我们​实现​了​全面​自​定义,​同时​在​很大程度上​降低​了​每​个​测试​台​的​财务​投资。

 

软件

复​用​是​我们​软件​策略​的​关键。​许多​必要​测试​都是​常规​测试,​只需​调整​频率​范围​即可。​但​随着​测试​需求​的​不断​增加,​新​待​测​设备​需要​全新​的​测量​方式。​为了​确保​高效​持续​开发​和​稳定​运营,​我们​利用​COTS​工具​开发​了​一个​可​扩展​的​软件​架构,​我们​可以​利用​该​架构​来​添加​和​复​用​测量​结果。 

 

我们​使用​了​以下​软件​工具:

 

  • TestStand — 我们​之所以​选择​这​款​行业​标准​定​序​器,​是​因为​它的​过程​模型​和​插入​式​架构​可以​简化​和​加快​自​定义​过程。​NI TestStand​具有​内​置​并行​测试​和​报告​功能,​开辟​了​新的​可能性。

 

  • CIM.AS CATS — 我们​之所以​选择​这​款​音​频​测试​解决​方案​软件,​是​因为​它​可以​缩短​开发​时间、​确保​分析​算法​质量,​并​可​引入​提高​测试​范围​的​新​功能。​我们​使用​CATS​进行​信号​生成、​分析、​结果​记录​和​测量​系统​校准。

 

  • LabVIEW — 此​测试​工程​开发​环境​提供​数据​采集、​数据​通信​和​GUI​设计​功能。​我们​之所以​选择​此​工具,​是​因为​它​具有​快速​开发、​紧密​硬件​集成​以及​可与​其他​软件​工具​的​各种​生态​系统​互​操作​的​特点。 

 

 

我们​的​测试​团队​可以​正确​结合​对​常见​任务​和​架构​进行​抽象​设计​的​软件​工具,​并​利用​我们​在​待​测​设备​操作​方面​的​专业​知识,​专注​于​设计​高​准确​度、​高度​可​重复​的​测试。

 

在​接​下来​的​几年​中,​产量​预期​会​不断​提高,​这​将​需要​更高​水平​的​自动​化。​随着​这种​自动​化​的​实现,​标准​过程​的​抽象​化​设计​或​外​包​将​变得​更加​关键。​我们​预计,​工程​团队​将​面临​越来越​大​的​挑战,​同时​还​要​认真​管理​预算​和​员工。 

 

数据

整个​公司​内​对​生产​测试​台​数据​洞察​的​需求​日益​提高。​除了​测试​操作​和​开发​等​常见​职能​外,​市场​工程​师、​设计​验证​工程​师、​音​频​工程​师​和​硬件​设计​工程​师​也​需要​使用​测试​数据​来​执行​其​工作。​我们​的​生产​测试​系统​每天​会​创建​超过​5 GB​的​测试​数据,​这​会​在​公司​内​产生​TB​级​数据,​如果​无法​妥善​管理,​数据​很​容易​被​贴​错​标签、​误用​或​误解。 

 

每​个​职能​部门​都​以​不同​方式​使用​这些​数据,​因此​需要​多种​仪表​板​和​可​搜索​性​选项。​为了​满足​这些​要求,​测试​工程​已经​采用​了​通用​数据​格式、​存储​和​通信。​公司​内的​各个​职能​部门​现在​可以​根据​测试​数据​生成​自己​的​报告,​而不是​从​测试​工程​部门​申请​报告。​这​为​我们​的​团队​节省​了​数​小时​的​时间。​通过​高效​提供​数据,​测试​工程​可以​在​整个​公司​内​实现​价值,​帮助​提高​现有​和​全新​产品​设计​的​质量。

 

合作​伙伴

促进​此​项目​成功​的​一个​关键​因素​是​多个​公司​的​工程​师​团体​之间​的​密切​协作。​煞​费​苦心​做​千篇一律​的​工作,​通常​令人​沮丧​并且​效率​低下。​但​如果​您​尝试​设计​的是​控制​杆,​而​合作​伙伴​交付​了​轮子,​这种​卯​不对​榫​的​情况​同样​让​人​沮丧。 

 

在​与​CIM.AS​合作​的​过程​中,​我们​组​建​了​一个​工程​师​小组,​他们​专门​从事​生产​和​声学​测试,​并​愿意​花​时间​了解​我们​的​业务、​我们​的​应用​和​我们​的​测试​覆盖​范围。​他们​与​NI​携​手​合作,​提供​了​工具​和​顾问​服务,​让​我们​处于​技术​前沿,​并​为​我们​的​目标​实现​提供​了​有力​支持。 

 

CIM.AS​在​设计​和​制造​声学​和​电气​测试​台​方面​拥有​数​十年​的​丰富​经验。​他们​的​工程​支持​值得​信赖,​我们​可以​安心​地​向​我们​分布​在​世界​各地​的​生产​基地​按时​交付​高​质量​测试​台。 

 

与​之前​测试​类似​待​测​设备​的​解决​方案​相比​的​成效
 

  • 复杂​性 — 即使​复杂​性​提高​2.5​倍,​也​使用​现有​资源​满足​了​测试​覆盖​范围
  • 质量 — 保持​了​测量​可​重复​性​和​准确​度,​巩固​了​消费​者​对​GN Audio​声音​和​电气​产品​性能​的​信心
  • 生命​周期 — 在​六​个​全球​生产​基地​成功​部署,​只有​极​少​的​维持​和​维护​请求​返回​到​测试​开发​团队
  • 开发​进度 — 使用​标准​化​平台​架构​和​快速​开发​工具​(例如​NI TestStand​和​CIM.AS CATS),​NPI​功能​测试​的​开发​时间​缩短到​了​两​周。
  • 生产​量 — 满足​了​从​数​万​到​数​百万​(取决​于​产品​线)​的​生产​量​要求
  • 数据 — 为​研发、​验证、​测试​和​运营​职能​部门​提供​了​从​原型​设计​到​生产​整个​过程​中​生产​数据​的​访问​权限,​帮助​提高​了​新​产品​设计​质量

 

图​1. ​ ​需要​测试​覆盖​范围​的​耳塞​产品​功能。 ​
图​2. ​ ​测试​台​架构 ​