Роль тест-инженера в повышении эффективности тестирования электроники


PDF версия

Не секрет, что работа в высокотехнологичной сфере требует постоянного обучения и переобучения персонала, иначе отставание в развитии предприятия даст о себе знать буквально в считанные месяцы. И надо признать, что сегодня в России проводится немало специализированных обучающих семинаров, конференций и симпозиумов, которые являются очень ценными источниками информации, причем многие из них довольно качественные. Однако сфера тестирования электроники требует несколько большего. Традиционное использование автоматического тестового оборудования (АТО) на предприятии позволяет решить многие насущные проблемы, такие как улучшение качества продукции, разбор завалов неработающих плат, упрощение ремонта и диагностики и т.д. Но при этом не стоит забывать, что тестирование может стать и мощнейшим инструментом повышения эффективности производства. Правда, для этого необходимо стимулировать инженеров к решению целого ряда новых задач, в число которых входят тестовое покрытие изделий, упрощение операций, спектр покрываемых дефектов, производительность и многое другое. Так каковы же роль и обязанности современного инженера по тестированию?

Разбираясь в том, как отлажен процесс тестирования на западных предприятиях, невозможно не удивляться. Даже при небольших объемах производства рабочие места построены так оптимально, что на одной тестовой станции может проводиться как электрический контроль для обнаружения дефектов, так и функциональные проверки, программирование и многое другое. Запуск всех тестов проводится нажатием одной кнопки в общей программной оболочке. При этом четко отслеживается статистика, распечатываются отчеты, полученные данные заносятся в базу. И совсем не обязательно, чтобы предприятие обладало всеми мыслимыми средствами электрического контроля — как правило, бывает найдено их оптимальное сочетание. Проверки направлены не на выявление отказа изделия в целом или его составных частей, как это делается порой у нас, а на глубочайшую локализацию всех возможных дефектов.

А что можно наблюдать на отечественных предприятиях? Постоянная циркуляция отказавших на разных этапах модулей может вызывать настоящий хаос в тестовой деятельности. Представьте себе, что недостаточная проработка первичных проверок/тестов вызвала отказ блока на стадии предъявления ОТК. Тогда блок разбирается, производятся попытки диагностики и ремонта платы, уже номинально прошедшей все проверки. Затем следует составление актов и попытки выяснить причины. Такие циклы в некоторых случаях повторяются у нас по нескольку раз. А первоначальная проверка зачастую являет собой отладочные процедуры разработчика изделия, не имеющие ничего общего с производственным тестом. Самое печальное — это то, что на многих предприятиях такая неразбериха считается нормой и называется «рабочим процессом» и оперативным решением возникающих проблем. Не желая заниматься тестированием всерьез, руководство предприятий пытается свалить всю вину за отказы изделий на отделы монтажа.

Рис. 1. Четыре условных уровня развития тестирования на предприятии

Анализируя работу множества тестовых отделов за рубежом и в России, автор постепенно обозначил для себя 4 условных уровня развития культуры тестирования на предприятии (см. рис. 1):

Уровень 0

– Отсутствие структурного теста и автоматического тестового оборудования (АТО);

– Использование устаревшей оснастки, программ и средств для отладки опытных образцов;

– Проверки только на «отказ изделия».

Уровень 1

– Использование АТО отдельно от «традиционных» функциональных проверок;

– Два вида тестирования — функциональное и структурное существуют параллельно;

– У АТО используются только автоматические функции: то, что можно сделать автоматом на основе стандартных фалов САПР.

Уровень 2

– Усложнение и дополнение тестов АТО;

– Добавление тестов, требующих ручного написания и некоторых функциональных проверок в состав ATO;

– Добавление программирования в процесс тестирования;

– Максимальное тестовое покрытие и диагностика дефектов.

Уровень 3

– Почти полная интеграция структурных тестов с функциональными проверками;

– Унификация рабочих мест. Построение автоматизированных тестовых комплексов (см. рис. 2);

– Оптимизация процесса.

Рис. 2. Пример автоматизированного тестового комплекса

Из всего перечисленного выше, на отечественных предприятиях чаще всего встречаются только уровни «0» и  «1». Лишь изредка можно найти компанию, близкую к уровню «2».

Итак, наша задача: выстроить качественную тестовую стратегию и достигнуть уровня «2», а возможно, и уровня «3». И заодно понять, почему «у них» получается все стройно и красиво, а у нас — неразбериха. Почему «у них» тестирование — это эффективный инструмент повышения производительности и качества, а «у нас» — рутина, которая прописана в инструкциях и ТУ.

Тестирование электронной продукции — занятие увлекательное, но, в то же время, требует большой самоотдачи и хорошей квалификации. Практически на любом из отечественных предприятий можно найти талантливых инженеров, которые занимаются как тестированием, так и диагностикой неисправных плат. Однако при общении с ними очень часто выясняется, что в рамках своей должности они обязаны выполнять множество других функций, а разработкой тестовых программ занимаются практически «в свободное от работы время» (или вообще не занимаются по несколько месяцев). У этих специалистов, как правило, много идей по автоматизации, созданию целых комплексов, оснастки, но, к сожалению, не хватает времени для реализации задуманного. Постепенно, раз за разом, идеи откладываются «на потом» и, в итоге, забываются. Если говорить об использовании АТО, то времени хватает только на создание базовых тестов для каждого из видов тестового оборудования — тех, которые можно сгенерировать автоматически.

В связи с этим, некоторые российские предприятия вообще опасаются приобретать автоматическое тестовое оборудование, предпочитая работать «по-старинке» — проверять функционал изделий и производить визуальный контроль ОТК. Однако затем зачастую целой бригаде инженеров-регулировщиков или даже разработчиков приходится разгребать последствия столь недальновидного подхода — платы, не работающие функционально по неизвестным причинам, и изделия, вернувшиеся по рекламациям. А уж про интегрированные решения и тестовые комплексы можно забыть.

Хотя, к примеру, в соседней Финляндии, по статистике компании JTAG Technologies, 70% JTAG-тестеров используются в интеграции с оборудованием PXI (например, National Instruments), что позволяет одновременно со структурным JTAG-тестом и программированием плат выполнять автоматизированную функциональную проверку изделий в единой программно-аппаратной среде. Таким образом, сначала создаются отдельные JTAG-тесты и функциональные проверки для PXI, а потом, в дополнение ко всему этому, производится программно-аппаратная интеграция. И не следует думать, что электроника Финляндии — это только огромные корпорации типа Nokia или Elcoteq. Там существует огромное количество небольших и совсем маленьких компаний-разработчиков и производителей электроники, в которых к тестированию относятся с не меньшей долей ответственности.

Какие же можно сделать выводы? Самая настоятельная рекомендация — обзавестись должностью «тестовый инженер». Причем это должен быть полноценный тест-инженер, который занимается своими обязанностями с утра до вечера, а не после конца рабочего дня, что можно зачастую встретить на российских предприятиях. Не следует также подвергаться заблуждению, что тест-инженер вам потребуется только после приобретения автоматического тестового оборудования. Гораздо больше вы выиграете, если обзаведетесь данным специалистом уже сегодня, так как он должен не только разрабатывать тестовые программы и обслуживать оборудование, но и продумать концепцию тестовой стратегии, оценить тестовое покрытие при использовании разных методов контроля, плотно сотрудничать с разработчиками для согласования изменений, требуемых для более эффективного тестирования. Тест-инженер — это не «слепой» исполнитель инструкций. Можно выделить такого сотрудника из существующих регулировщиков, осуществляющих текущую настройку, запуск и функциональную проверку изделий, или из разработчиков. Но снова повторимся: заниматься он должен только новыми обязанностями, возможно, строить тестовую стратегию с нуля.

Итак, предположим, мы определились с должностью тест-инженера, а возможно, решили даже создать целый тестовый отдел (в зависимости от объемов производства и размера предприятия). Следующая задача — постановка целей (см. рис. 3). Причем четко сформулировать задачи должен именно начальник данного сотрудника. Можно сколько угодно обучать инженера тестовым стратегиям, приемам и работе с оборудованием, но воплощать идеи в жизнь он, скорее всего, станет только после определенных директив начальства. Какие же моменты нужно разъяснить тестовому инженеру (или группе инженеров)? Необходимо, чтобы сотрудник четко осознавал весь комплекс целей автоматического тестирования.

Рис. 3. Воплощение стратегических задач в практические при помощи тест-инженера

Так как на многих российских предприятиях инженеры по регулировке зачастую занимаются ремонтом и диагностикой неработающих плат, что со временем становится все более сложным, то, естественно, с их точки зрения автоматическое оборудование для тестирования (ICT, Flying Probe или JTAG) — это, прежде всего, большое подспорье в локализации конкретных дефектов неработающих плат (разбор завалов, оживление «трупов»). Именно это и является для многих из них основной задачей тестирования. Грамотный руководитель должен разъяснить, что тестирование и тестовая стратегия — это несколько более емкие понятия.

Во-первых, должны быть определены задачи тестирования. Как уже было сказано выше, тестирование — это не только инструмент для диагностики и локализации дефектов на неработающих изделиях. Задача тестирования — локализовать как можно больше производственных дефектов и неисправностей на как можно более ранней стадии — до функциональной проверки. Если на функциональную аттестацию или настройку поступают платы с дефектами, то придется делать двойную, а порой, и тройную работу: сначала проверять работу собранного устройства, затем искать причины неисправности, исправлять, и, в конце концов, проводить проверку опять. Таким образом, одна из важнейших задач тестового инженера — это ускорение процесса доведения изделий от монтажа до заказчика в разы. Если мы хотим построить эффективное производство, руководители и сами инженеры должны это четко осознавать.

Тестовый инженер должен четко осознавать, что от современного автоматического оборудования (см. рис. 3) требуется тестовое покрытие, стремящееся к максимуму. Само тестовое покрытие может иметь разную форму представления. Это может быть количество проверяемых цепей, компонентов или паяных соединений, но ни в коем случае не число проверок, стремящееся к максимуму. Понятно, что ни один метод электрического контроля не дает 100% тестового покрытия, однако можно поставить цель в виде разумного диапазона, в который нужно уложиться. Кроме того, грамотный специалист отдела контроля, ведущий статистику по дефектам, всегда может определить, какие участки платы чаще всего содержат дефекты, и сосредоточить тестовое покрытие на них.

Что еще необходимо разъяснить тестовому инженеру? Какие дополнительные, но тоже очень полезные функции он может выполнять? Это — оптимизация тестового процесса, куда входит сокращение времени тестирования, унификация рабочих мест для совмещения разных методик тестирования, широкой номенклатуры изделий. Кроме того, как уже было сказано выше, тестовый инженер должен отслеживать статистику по дефектам и регулярно по ней отчитываться. Впоследствии данная информация должна распространяться как на участки монтажа, так и в подразделения разработчиков. Работники производства, регулярно получая такие данные, смогут сделать выводы о недочетах технологического процесса и используемых материалах. Разработчики получат возможность оценить свои изделия с точки зрения технологичности тех или иных узлов. Разработчикам также должна поступать информация о тестопригодности и ремонтопригодности выпускаемых модулей, которая также должна исходить от тест-инженера.

Следующий этап в становлении культуры тестирования на предприятии — это постоянное повышение квалификации тестовых инженеров. Сюда могут входить несколько составляющих:

1. Обучающие семинары компаний — поставщиков оборудования;

2. Техническое обучение работы с АТО (проводится поставщиком);

3. Конференции, форумы, симпозиумы (в России и за рубежом);

4. Внутренние стратегические совещания с участием тест-инженеров, инженеров по ремонту, разработчиков;

5. Активное участие самих инженеров в семинарах и конференциях.

Последний пункт очень важен. За рубежом проводится довольно много мероприятий, где происходит обмен опытом специалистов. Регулярные выступления самих инженеров на тему эффективного использования АТО стимулируют других участников задуматься о собственных промахах и недочетах. Кроме того, порой технические специалисты понимают друг друга более полноценно. В России предпринимаются такие попытки, но есть необходимость популяризировать подобные мероприятия, а также частично воспользоваться зарубежным опытом.

Примером «заграничных» мероприятий может послужить Nordic Test Forum (NTF), проводимый в скандинавских странах раз в год (www.nordictestforum.org).
Большинство выступлений на форуме — это презентации тест-инженеров компаний, производящих электронику. Если взглянуть на программу (ее можно найти на сайте) — то там не найти «сухих» научных докладов, перенасыщенных теорией, а также засилья коммерческих выступлений. Большинство выступлений построено на реальном применении тех или иных тестовых методов. Это могут быть интересные или нестандартные решения, сокращение времени и стоимости тестирования продукции одновременно с увеличением эффективности и тестового покрытия.

Компания JTAG Technologies также проводит регулярные встречи пользователей своего оборудования (User Meetings). Интересно было наблюдать, как российские участники недавнего форума пользователей JTAG Technologies были искренне удивлены дополнительными возможностями, которые можно получить от тестового оборудования. Невозможно написать инструкцию или руководство о том, как создавать интересные решения для тестирования, научиться этому можно, только обмениваясь опытом или придумывая самому.

В качестве резюме выделим основные слагающие успеха при построении качественной тестовой стратегии на предприятии, которая позволит не только разобраться с насущными проблемами качества монтажа, плат и компонентов, но и повысит эффективность всего производственного процесса:

– Ввод должности тест-инженера;

– Постоянное обучение тест-инженеров;

– Активный обмен опытом;

– Всестороннее разъяснение задач и целей тест-инженера.

Оставьте отзыв

Ваш емейл адрес не будет опубликован. Обязательные поля отмечены *