Csaba Fodor – Ingeniero sénior de pruebas y jefe de plataforma – GN Audio
Christian Wolf – Director de pruebas de manufactura global – GN Audio
Desafío—Cumplir con la cobertura de las pruebas, el calendario de desarrollo y los requisitos de intercambio de datos de toda la compañía para DUTs cada vez más complejos y de gran volumen.
Solución—Se implementó con éxito una plataforma de pruebas estandarizadas para más de 20 productos, en seis sitios de fabricación en todo el mundo, basada en hardware de medidas de NI, TestStand y software CATS de CIM.AS
Éxito—Se redujo el desarrollo de pruebas de meses a semanas a pesar de un aumento de 2.5 veces más cobertura de las pruebas en nuevos productos. Los datos de prueba se volvieron accesibles para toda la compañía y para los proveedores.
Valor—Tiempos de desarrollo reducidos, tiempos de análisis de datos reducidos y se identificaron rápidamente cambios en la tasa de fallas de las pruebas
GN Audio necesitaba una nueva plataforma de pruebas de producción para sus líneas de productos de electrónica de consumo Jabra. Necesitaba escalar a requisitos de cobertura de prueba más amplia, lo que acortaba el esfuerzo de desarrollo.
Su solución utiliza hardware comercial y software de NI y CIM.AS. Cumplió con sus necesidades de mayor cobertura de prueba y redujo el desarrollo de meses a semanas. Este sistema ha sido implementado con éxito en seis plantas de fabricación a nivel mundial.
GN Audio es líder en soluciones de sonido y comunicaciones de ingeniería, innovando para impulsar tanto a los consumidores como a los negocios. Orgullosamente parte del Grupo GN, estamos comprometidos a ayudar a las personas a escuchar más, hacer más y ser más de lo que jamás creyeron posible. Transformamos vidas a través del sonido y el video. La excelencia en ingeniería de Jabra lidera el camino, con 150 años de trabajo pionero; creamos auriculares integrados y herramientas de comunicación que ayudan a los profesionales a trabajar de manera más productiva; audífonos inalámbricos y auriculares que permiten a los consumidores disfrutar mejor las llamadas, la música y los medios; y soluciones de videoconferencia pioneras para una mejor colaboración entre equipos distribuidos.
GN Group, fundado en 1869, opera en 100 países y ofrece innovación, fiabilidad y facilidad de uso. Hoy, GN emplea a 6,200 personas y cotiza en Nasdaq Copenhagen. GN hace que la vida suene mejor.
Las expectativas de los consumidores han evolucionado en los últimos años y demandan productos electrónicos "premium" que pueden ser símbolos de estatus, así como también dispositivos funcionales. Para ser competitivos, los dispositivos deben cumplir con estándares de calidad significativamente más altos, deben tener más funcionalidad y estar disponibles a un precio accesible. Por ejemplo, cuando GN Audio creó una nueva categoría de mercado con el lanzamiento de nuestros auriculares inalámbricos miniatura, todavía teníamos que igualar las expectativas de calidad de audio establecidas por otros productos más grandes de nuestra línea. Mientras que alguna vez la música de alta definición, la conexión inalámbrica confiable y la duración prolongada de las baterías fueron diferenciadores de productos, ahora son algo esencial.
Aprovechando la vasta experiencia de GN en el diseño de audífonos de alta calidad, nuestros ingenieros de I&D destacaron al abordar estos desafíos: ensamblar varios micrófonos, acelerómetros, procesadores, radios y más en un paquete muy pequeño.
La presión recae en la ingeniería de las pruebas para garantizar que todos los productos que enviamos funcionen correctamente: A medida que aumenta la calidad de los dispositivos de audio, también aumentan la complejidad y precisión de la estación de pruebas acústicas. Con la especificación del tiempo de pruebas en decenas de segundos, los pasos incluyen:
Prueba de comunicación del dispositivo
Prueba de inducción magnética de campo cercano
Emparejamiento bluetooth
Prueba de batería
Pruebas de múltiples transmisores acústicos
Pruebas de múltiples receptores acústicos
Calibraciones de múltiples micrófonos
Calibraciones de múltiples receptores
Prueba de interfaz de usuario (UI) (botones y LEDs)
Usamos la plataforma de pruebas acústicas de GN para probar más de 80 diferentes productos y variantes. Para cumplir con sus diferentes requisitos, se requirió secuencia y automatización más sofisticadas. El equipo de pruebas de producción se enfrentó a una creciente complejidad de las pruebas, expectativas por una mayor precisión/repetibilidad de las medidas, más automatización y la necesidad de hacer más fácil el intercambio de datos.
Nuestra solución de pruebas anterior era una plataforma desarrollada internamente que habíamos agregado y evolucionado durante más de 10 años. Era obvio que esta estrategia se estaba convirtiendo en un lastre para la compañía, ya que la nueva funcionalidad (tipos de medidas e integración del sistema operativo Windows) era difícil de implementar, la corrección de errores consumía mucho tiempo y la incorporación del personal era prolongada e ineficiente.
Pasamos a una estrategia que utiliza software y hardware comercial (COTS) cuando es posible para tareas estándares como diseño de procesos, análisis y reportes. La colaboración con expertos en pruebas y aprovechar sus herramientas para estas tareas significó que nuestro equipo podría enfocarse en escribir y ejecutar pruebas específicas del DUT, que es donde nuestro equipo agrega el mayor valor. Y a medida que aumenta la complejidad del DUT, es fundamental encontrar puntos de partida de nivel superior sobre los que podamos construir nuestras estaciones de pruebas si queremos satisfacer las demandas comerciales.
Esta estrategia acortó el tiempo de desarrollo, mejoró la calidad/repetibilidad de las pruebas y redujo la carga de mantenimiento, proporcionando flexibilidad para el futuro. También redujo el nivel de experiencia requerido para que un ingeniero del equipo sea efectivo, lo que resultó en una contratación más fácil y empleados que trabajan en un conjunto más amplio de proyectos.
Las pruebas acústicas se realizan por aire dentro de una cámara anecoica. La configuración de cada dispositivo de prueba es única para el dispositivo bajo prueba; sin embargo, utilizamos un conjunto de componentes comunes siempre que sea posible, lo que facilita el mantenimiento en los sitios de fabricación de todo el mundo. Los altavoces y micrófonos GRAS, configurados en bocas y oídos artificiales, proporcionan precisión y fiabilidad en la fabricación. Estos son conectados a través de una fuente de alimentación de micrófono a una tarjeta NI DAQ integrada dentro del sistema de pruebas.
Consideramos que el hardware NI DAQ es el estándar en la industria para aplicaciones de pruebas de producción. La estrecha integración con el software de NI garantiza un fácil acceso a nuestros requisitos de cobertura. Las herramientas de NI son reconocidas en toda la industria, lo que significa que las nuevas contrataciones y los consultores pueden aumentar rápidamente, lo que acorta los cronogramas y mejora la calidad del desarrollo.
Desarrollamos y mantenemos la infraestructura mecánica y los accesorios de la estación de pruebas de manera interna porque nuestro equipo posee las habilidades necesarias. Por lo tanto, logramos una completa personalización y minimizamos el requisito de inversión financiera por estación.
La reutilización es clave para nuestra estrategia de software. Muchas de las pruebas requeridas son comunes y solo necesitan variación del rango de frecuencia, pero cada vez más, los nuevos DUTs también requieren medidas completamente nuevas. Para garantizar un desarrollo continuo y eficiente y una operación estable, desarrollamos una arquitectura de software escalable aprovechando las herramientas COTS con las que pudimos agregar y reutilizar las medidas.
Utilizamos estas herramientas de software:
TestStand—Elegimos este secuenciador estándar en la industria por su modelo de proceso y arquitectura plugin que hacen que la personalización sea más fácil y rápida. NI TestStand abre nuevas posibilidades, con funcionalidad integrada de reportes y pruebas paralelas.
CATS de CIM.AS—Elegimos este software de solución de pruebas de audio porque acorta el tiempo de desarrollo, asegura la calidad del algoritmo de análisis e introduce nuevas capacidades que mejoran la cobertura de la prueba. Usamos CATS para generación de señales, análisis, registro de resultados y calibración del sistema de medidas.
LabVIEW—Este entorno de desarrollo de ingeniería de pruebas ofrece adquisición de datos, comunicación de datos y diseño de GUI. Lo elegimos por su desarrollo rápido, estrecha integración de hardware e interoperabilidad con un amplio ecosistema de otras herramientas de software.
Con la combinación correcta de herramientas de software que abstraen tareas y arquitecturas comunes, nuestro equipo de pruebas podría enfocarse en diseñar pruebas de alta precisión y repetibilidad utilizando nuestro conocimiento específico en la operación del dispositivo bajo prueba.
Se espera que el volumen de producción incremente en los próximos años, lo que requerirá mayores niveles de automatización. A medida que se implemente esta automatización, la abstracción o subcontratación de procesos estándares se volverá más crítica. Esperamos que el equipo de ingeniería se enfrente a desafíos cada vez mayores y gestione minuciosamente los presupuestos y la plantilla.
Existe una creciente demanda en toda la compañía por información en los datos de las estaciones de pruebas de producción. Más allá de las funciones habituales de las operaciones de prueba y desarrollo, los ingenieros en el mercado, verificación de diseño, ingeniería de audio e ingenieros de diseño de hardware también solicitan datos de prueba como una contribución para su trabajo. Nuestros probadores de producción crean más de 5 GB de datos de pruebas cada día, lo que resulta en TB de datos en toda la compañía, y sin una administración adecuada, es fácil que los datos se etiqueten erróneamente, se utilicen incorrectamente o se malinterpreten.
Cada función usa estos datos de manera diferente, lo que requiere múltiples dashboards y opciones de búsqueda. Para satisfacer estas solicitudes, la ingeniería de pruebas ha adoptado comunicación, almacenamiento y formatos de datos comunes. Los diferentes equipos dentro de la compañía ahora pueden generar sus propios reportes a partir de datos de pruebas, en lugar de solicitarlos a los ingenieros de pruebas. Esto le ha ahorrado muchas horas de trabajo a nuestro equipo. A través de una disponibilidad efectiva de los datos, los ingenieros de pruebas pueden ofrecer valor en toda la compañía, contribuyendo a la calidad de los diseños de productos nuevos y existentes.
Un elemento clave para el éxito de este proyecto fue la colaboración entre una comunidad de ingenieros de varias compañías. Es frustrante e ineficiente dedicar tiempo a reinventar la rueda, pero es igualmente frustrante cuando un socio proporciona una rueda cuando usted está tratando de diseñar una palanca.
En nuestra asociación con CIM.AS, encontramos un grupo de ingenieros que se especializan en pruebas acústicas y producción y estaban dispuestos a dedicar tiempo a comprender nuestro negocio, nuestra aplicación y nuestra cobertura de pruebas. Junto con NI, proporcionaron herramientas y consultoría que nos mantuvieron a la vanguardia de la tecnología y respaldaron nuestros objetivos.
CIM.AS tiene décadas de experiencia diseñando y construyendo estaciones de pruebas eléctricas y acústicas. Su soporte para ingeniería nos da la confianza de que podemos entregar a tiempo nuestras estaciones de prueba de alta calidad en nuestros sitios de fabricación en todo el mundo.