GN Audio, 생산 테스트 표준화로 품질 보장

GN Audio는 통신 및 사운드 솔루션 엔지니어링 분야의 리더로서 소비자와 비즈니스 모두를 위한 혁신을 제공합니다. NI는 자랑스러운 GN 그룹의 일원으로서, 사람들이 어느 때보다 더 많이 듣고, 더 많은 일을 하고, 더 많은 가능성을 실현하도록 최선을 다해 도와드리고 있습니다. 우리는 사운드와 비디오를 통해 삶을 변화시킵니다. Jabra는 우수한 엔지니어링 기술로 150년간의 선구적인 경험을 바탕으로 이를 선도하여, 전문가가 생산성을 높일 통합 헤드셋 및 통신 도구를 만들고, 소비자가 전화, 음악 및 미디어를 보다 효과적으로 활용할 수 있도록 무선 헤드폰 및 이어폰을 개발하고, 분산된 팀 사이의 원활한 협업을 위해 화상 회의 솔루션을 개발합니다.
 

1869년에 설립된 GN 그룹은 100개 국가에서 운영되며 혁신, 안정성, 사용 편의성을 제공합니다. 오늘날 GN은 6,200명의 직원을 고용하고 있으며 Nasdaq Copenhagen에 상장되어 있습니다. GN은 삶을 더 풍부하게 합니다.

최근 수년 동안 소비자의 기호는 디바이스의 기능뿐 아니라 지위를 나타낼 수 있는 “프리미엄” 전자 제품을 요구하는 방향으로 변화했습니다. 경쟁력을 높이려면 디바이스가 훨씬 높은 품질 기준을 달성하고 더 많은 기능을 제공하며 접근하기 쉬운 가격으로 제공되어야 합니다. 예를 들어, GN Audio는 소형 무선 이어폰을 출시하여 새로운 시장 범주를 만들었을 때, 다른 대형 제품에서 설정된 오디오 품질 수준을 충족해야 했습니다. 고음질 음악, 안정적인 무선, 연장된 배터리 수명으로 예전에는 제품을 차별화할 수 있었지만, 현재는 누구나 경쟁하는 품질 요소입니다.

최고 수준의 보청기 설계에 대한 방대한 경험을 갖춘 GN의 R&D 엔지니어들은 여러 마이크, 가속도계, 프로세서, 라디오 등을 매우 작은 패키지로 조립함으로써 이러한 생산 과제를 훌륭히 해결했습니다.

판매되는 모든 제품이 올바르게 작동하도록 보장하려면 테스트 엔지니어링이 강조됩니다. 오디오 디바이스의 품질이 향상하면서 음향 테스트 스테이션의 복잡성과 정밀도도 올라갑니다. 수십 초 내의 테스트 시간 스펙을 만족하면서 다음 단계를 포함합니다.
 

• 디바이스 통신 테스트

• 근거리 자기 유도 테스트

• 블루투스 페어링

• 배터리 테스트 

• 복수의 음향 송신기 테스트 

• 복수의 음향 수신기 테스트 

• 복수의 마이크 교정

• 복수의 수신기 교정 

• 사용자 인터페이스 (UI) 테스트 (버튼 및 LED)

우리는 GN 음향 테스트 플랫폼을 사용하여 80여 종의 제품과 그 변형 버전을 테스트했습니다. 다양한 요구사항을 충족하려면 보다 정교한 시퀀싱과 자동화가 필요했습니다. 생산 테스트 팀은 증가하는 테스트 복잡성, 높은 측정 정밀도/반복성 기대치, 증가한 자동화, 더 용이한 데이터 공유라는 요구 사항에 직면했습니다.

GN 생산 테스트 조직의 부담
 

• 복잡성—최근 신제품 출시에서 테스트 커버리지 요구사항이 2.5배 증가함
• 품질—테스트 측정 스펙의 정밀도와 반복성이 증가함
• 수명 주기—GN 테스트 개발 팀이 EMS 파트너가 운영하는 6개의 글로벌 제조 현장을 지원함
• 개발 일정—가장 먼저 출시해야 한다는 사업적 요구사항으로 인해 테스트 개발 일정이 수개월에서 수주로 단축됨
• 제조량— 업무와 생활 양식의 변화로 이어폰 및 사무실용 헤드셋과 같은 가전제품에 대한 수요가 크게 증가함
• 데이터—GN 오디오 및 공급업체가 더 넓은 범위의 기능을 제공하면서 테스트 데이터에 대한 수요가 증가함

우리의 이전 테스트 솔루션은 10년 이상에 걸쳐 계속 확장하고 발전시킨 내부 개발 플랫폼이었습니다. 새로운 기능 (측정 유형 및 Windows OS 통합)을 구현하기 어렵고, 버그 수정이 매우 오래 걸리고, 직원 교육에 시간이 많이 소요되며 비효율적이었기 때문에 이 전략이 회사에 짐이 되고 있다는 점이 분명해졌습니다. 

상용 기성품 (COTS) 도구 사용

우리는 프로세스 설계, 분석 및 보고와 같은 일반적인 작업에 가능한 한 상용 기성품 (COTS) 하드웨어 및 소프트웨어를 사용하는 전략으로 전환했습니다. 우리는 테스트 전문가와 협력하고 기성 도구를 이러한 작업에 활용함으로써 DUT별 테스트의 작성과 실행에 집중할 수 있었으며, 이는 우리 팀이 가장 많은 가치를 더해주는 부분입니다. 그리고 DUT의 복잡성이 증가함에 따라 비즈니스 요구를 충족하기 위해 테스트 스테이션을 구축할 수 있는 상위 레벨의 시작점을 찾는 것이 매우 중요합니다. 

이 전략은 개발 시간을 단축하고, 테스트 품질/반복성을 개선하고, 유지 보수 부담을 줄이는 동시에 미래에 대비할 수 있는 유연성을 제공했습니다. 또한 엔지니어가 효과적으로 일하기 위해 필요한 도메인 전문 지식 수준을 낮추어 채용이 더 쉬워졌고 직원들이 더 넓은 범위의 프로젝트를 다룰 수 있게 되었습니다.

하드웨어

음향 테스트는 무반향실 내에서 OTA로 수행됩니다. 각 테스트 픽스처의 설정은 DUT에 고유합니다. 하지만 우리는 가능한 한 공통의 구성요소 세트를 사용하여 전 세계의 생산 현장에서 쉽게 유지할 수 있도록 합니다. 인공 입과 귀로 구성되는 GRAS 스피커와 마이크는 제조 단계에서 정확도와 안정성을 제공합니다. 이는 마이크 전원 공급 장치를 통해 테스트 시스템에 통합된 NI DAQ 보드에 연결됩니다. 

우리는 NI DAQ 하드웨어를 생산 테스트 어플리케이션의 산업 표준이라고 간주합니다. NI 소프트웨어와의 긴밀한 통합 덕분에 커버리지 요구 사항을 바로 확인할 수 있습니다. NI 도구는 업계 전반에 잘 알려져 있으므로, 새로 고용된 직원과 컨설턴트가 빠르게 적응하여 일정을 단축하고 개발 품질을 향상할 수 있습니다.

우리 팀은 필요한 기술을 갖추고 있어 테스트 스테이션의 기계적 인프라 및 픽스처를 내부적으로 개발하고 유지보수합니다. 따라서 스테이션당 투자 요구사항을 최소화하면서 완전한 사용자 정의를 달성합니다.

소프트웨어

재사용은 우리 소프트웨어 전략의 핵심입니다. 필요한 테스트 중 대부분은 일반적인 것으로, 주파수 범위 변화만 필요하지만, 점점 완전히 새로운 측정이 필요한 새로운 DUT가 추가되고 있습니다. 효율적이고 지속적인 개발과 안정적인 운영을 보장하기 위해, 우리는 측정값을 추가하고 재사용할 수 있는 COTS 도구를 활용하여 확장 가능한 소프트웨어 아키텍처를 개발했습니다. 

다음 소프트웨어 도구를 사용했습니다.

• TestStand—사용자 정의를 더 쉽고 신속하게 지원하는 프로세스 모델과 플러그인 아키텍처를 갖추고 있어 이 업계 표준 시퀀서를 선택했습니다. NI TestStand는 내장된 병렬 테스트와 보고 기능을 통해 새로운 가능성을 엽니다.

• CIM.AS의 CATS—이 오디오 테스트 솔루션 소프트웨어를 선택한 이유는 개발 시간을 단축하고, 분석 알고리즘의 품질을 보장하며, 테스트 범위를 향상하는 새로운 기능이 있기 때문입니다. 신호 생성, 분석, 결과 로깅 및 측정 시스템 교정에 CATS를 사용했습니다.

• LabVIEW—이 테스트 엔지니어링 개발 환경은 데이터 수집, 데이터 통신 및 GUI 디자인을 제공합니다. 신속한 개발, 긴밀한 하드웨어 통합, 다른 소프트웨어 도구를 포함하는 광범위한 에코시스템과의 상호 운용성을 위해 이 개발 환경을 선택했습니다. 

일반적인 작업과 아키텍처를 추상화하는 소프트웨어 도구를 올바르게 조합함으로써, GN의 테스트 팀은 DUT 작업에 대한 고유의 지식을 활용하여 정확도가 높고 반복 가능한 테스트 설계에 집중할 수 있었습니다.

생산량은 향후 몇 년간 증가할 것으로 예상되며, 이를 위해 높은 수준의 자동화가 필요합니다. 이러한 자동화가 구현됨에 따라 표준 프로세스의 추상화 또는 아웃소싱이 더욱 중요해질 것입니다. 엔지니어링 팀은 예산과 인력을 신중하게 관리하는 동시에 점점 증가하는 과제에 직면할 것입니다. 

데이터

생산 테스트 스테이션 데이터 인사이트에 대한 회사 전체의 수요가 증가하고 있습니다. 테스트 작업 및 개발이라는 일반적인 직무 외에, 시장 내 엔지니어, 설계 검증, 오디오 엔지니어 및 하드웨어 설계 엔지니어 팀도 테스트 데이터를 활용하려고 합니다. NI의 생산 테스터는 하루에 5GB 이상의 테스트 데이터를 생성하므로 회사 전체에서 TB 단위의 데이터가 발생합니다. 적절히 관리하지 않으면 데이터에 라벨이 잘못 지정되거나 잘못 사용되거나 잘못 이해될 수 있습니다. 

각 직무 팀에서는 이 데이터를 다르게 사용하므로 여러 대시보드와 검색 옵션이 필요합니다. 이러한 요청을 충족하기 위해 테스트 엔지니어링 팀은 공통 데이터 포맷, 저장 및 통신 방법을 채택했습니다. 이제 회사 전체의 팀들은 테스트 엔지니어링에서 요청하는 대신 테스트 데이터로부터 자체 보고서를 생성할 수 있습니다. 이를 통해 테스트 엔지니어링 팀은 많은 시간을 절약했습니다. 테스트 엔지니어링 팀은 효과적인 데이터 가용성을 통해 회사 전체에 가치를 제공하여 기존 및 새로운 제품 설계의 품질에 기여할 수 있습니다.

파트너십

이 프로젝트의 성공을 위한 핵심 요소 중 하나는 여러 기업이 참여하는 엔지니어 커뮤니티 사이의 협력이었습니다. 이미 개발된 것을 다시 개발하는 데 시간을 소요하는 것도 짜증 나고 비효율적이지만, 요구한 것과 다른 것을 받게 되는 것도 비슷합니다. 

CIM.AS와의 파트너십에서 우리는 생산 및 음향 테스트를 전문으로 하고 GN의 비즈니스, 어플리케이션 및 테스트 범위를 이해하는 데 시간을 보내려는 엔지니어들을 만날 수 있었습니다. 이 엔지니어들은 NI와 함께 우리가 최신 기술을 유지할 수 있게 하면서 우리의 목표를 지원하는 도구와 컨설팅을 제공했습니다. 

CIM.AS는 음향 및 전기 테스트 스테이션 설계와 구축에 수십 년의 경험을 갖추고 있습니다. CIM.AS의 신뢰할 수 있는 엔지니어링 지원 덕분에 우리는 자신감을 갖고 고품질 테스트 스테이션을 전 세계의 제조 현장에 제공할 수 있습니다. 

유사한 DUT를 테스트하는 이전 솔루션과 비교한 결과
 

• 복잡성—복잡성은 2.5배 증가했지만 비슷한 수준의 리소스를 사용하여 테스트 커버리지 충족
• 품질—측정의 반복성과 정확도를 유지하여 GN 오디오 제품 음향 및 전기 제품 성능에 대한 소비자 신뢰 강화
• 수명 주기—테스트 개발 팀으로 전달되는 관리 및 유지 보수 요청을 최소화하면서 6개 글로벌 생산 현장에 성공적으로 배포
• 개발 일정—표준화된 플랫폼 아키텍처와 NI TestStand 및 CIM.AS의 CATS와 같은 신속 개발 도구를 사용하여 NPI의 기능 테스트 개발 시간을 2주로 단축
• 제조량—제품 라인에 따라 수만부터 수백만까지의 제조량 요구사항 충족
• 데이터—R&D, 검증, 테스트 및 운영 팀에 프로토타입부터 생산에 이르기까지의 생산 데이터를 제공하여 새로운 제품 설계 품질에 기여