驗證實驗室創新

隨時隨地展開實驗室現代化歷程

量測科學的界限，正以前所未有的速度不斷突破。產業需求與時俱進，要跟上腳步並非易事。每項新技術的出現不僅能為公司商機，讓他們贏得新市場的一席之地，同時還改變了產品設計與測試的方法。從 5G、行動通訊到數位轉型，這些技術的迅速發展不僅大幅加快了開發時程，更使得業界越來越推崇以軟體為主的產品設計方法。

由於技術創新的腳步不斷加速，產品開發的每個階段都比以往更為重要。此外，許多任務需要大量的特性分析作業，想要「領先」做出創新也更為困難。如果設計與測試效率不彰，會大幅影響產品發佈日期。企業不只面臨要領先創新的巨大壓力，還必須應對每個新設計都比以往更複雜的事實。複雜性的提高，往往會使大量特性分析的需求增加。  

增加設計複雜度需要提高驗證實驗室效率

我們以相對「簡單」的 RF 前端模組為例，來談談複雜性的增加。10 年前對 4G RF 前端模組進行特性分析時，可能只需要處理不到 100 個測試案例，而每個案例所包含的無線電頻帶、載波頻寬與波形類型組合也都不同。如今發展到 5G 前端模組，測試案例的數量已增加到近 10 倍之多。然而，產品開發中的驗證與特性分析時間，絕不可能隨著延長 10 倍。不僅如此，期望的開發時程更不斷縮短。 

除了需要進行更多量測作業，量測作業本身也變得更為繁複。以 5G mmWave 裝置而言，採用封裝天線技術代表裝置不需物理連線即可存取 mmWave 訊號。因此，許多 5G mmWave 裝置需要採用全新的空中傳輸測試方法。  

最重要的是，驗證工程師的任務是用比以往更短的時間，以更低的成本來開發比以往更繁複的裝置。就許多層面而言，企業內部經常因工作的優先順序而彼此競爭，因此與我們合作的設計、驗證與測試工程師經常左右為難。由於將測試能力加倍甚至提升到三倍，並非可行的選擇，因此將資源效率最大化，才是滿足晶片組、元件和新功能上市時程的唯一方式。這個現況也使得實驗室自動化軟體應用更為重要。讓測試設備的預算盡可能發揮最大效用，運用這類工具就是一種有效方式。 

軟體自動化工具可大幅提升資源利用性，而且能為企業創造機會，大幅解決效率不佳的問題。舉例來說，許多研發團隊與作業現場自然而然會各自為政，導致合作受限，同時會出現重工問題，這在大型企業內尤其常見。如果團隊之間無法彼此分享最佳實務，或是溝通出現障礙，就容易錯失良機。  

標準化測試軟體的強大力量

儘管某些重工問題無法避免，但世界上許多一流企業已經將測試量測軟體全面標準化，有效提升作業效率。NI 在與世界各地工程實驗室的聯繫互動中，發現如果企業採用常見軟體架構，最終都可以大幅降低工程成本，並加速設計時程。舉例來說，全球半導體領導廠商 NXP 將進階自動化與標準化技術運用於半導體檢驗作業，透過 NI 可靠的工具提升效率，縮短上市時程。事實一再證明，如果企業 (例如 NXP) 率先將量測自動化，再於實驗室中採用標準化測試自動化軟體，作業效率都可大幅提升。軟體能提高生產率，但在實現這項目標之前，軟體必須先擴充調整。

部署標準化量測架構可協助工程師大幅提高量測 IP 的重複使用率，並減少設定時間。簡而言之，這是有助於在驗證實驗室簡化工程工作流程最有效的方法之一。頂尖企業所採用的有效策略，其中一項就是自動化測試軟體的集中開發、維護與部署。無論工程團隊採用哪一種軟體，運用標準化軟體就能快速完成裝置的特性分析作業，而且通常還能擴大量測涵蓋範圍。NI 的許多客戶已成功將軟體標準化，採用的軟體語言範圍相當廣泛，從 Python、C+ 到 LabVIEW 都包含在內。 

此外，標準化軟體也能確保資料擷取的一致性。這種一致性可奠定良好基礎，發展更具智慧的資料分析作業。在未來十年內，資料分析軟體將在產品開發工作流程中發揮更強大的作用。我們觀察到，設計過程的模擬結果與特性分析實驗室的量測解果，在產生關聯性時會遇到許多挑戰。因此，有效運用資料管理與分析工具，將是產品生命週期管理的下一個重要發展方向。 

專注於資料 

資料管理與分析工具可為改善生產率提供獨特的契機，還有助於加速產品的開發。如今的設計在各階段中，都會產生大量資料。在整個設計流程中，這些資料往往管理不善，其利用率也不佳。由於每一代的產品複雜性不斷升高，因此資料管理與分析工具對於設計工作流程的重要性會越來越高。值得慶幸的是，人工智慧與機器學習等分析技術正不斷創新且發展迅速。因此，世界各地的企業將越來越依賴這類工具以加速產品開發。 

然而，要實現智慧化產品管理這個理想狀態，並非一蹴可及的過程。驗證實驗室現代化是不斷演進的過程，其中存在許多機會與實現的途徑。無論是進行自動化量測，或是採用靈活可調整的軟硬體解決方案，每個實驗室都有機會發展為企業內的卓越營運中心。或許各項改革都有內在風險，但也可能帶來豐富的回報與收穫。仔細思考實驗室現代化對目前的團隊有何意義，才能為將來技術挑戰做好萬全準備。提高工具、人員與流程效率，是跟上變化腳步唯一可靠的方法。