Sistemele embedded de testare automată sporesc fiabilitatea şi eficienţa în producţie

6 IUNIE 2015

Sistemele embedded de testare automată (ATE*) oferă operatorului un panou de comandă extrem de simplu de utilizat ce reduce probabilitatea erorilor şi simplifică procesul de instruire.

* ATE – Echipament de testare automată.

Provocarea: Optimizarea proceselor de testare prin minimizarea interacțiunii cu operatorul.
Soluţia: Implementarea unui sistem embedded de testare automată pentru raţionalizarea procesului de testare în producție.

de Rob Putala, Bloomy Controls

Mulți producători folosesc echipamente pentru testare manuală, ce includ instrumente de testare autonome, soluţii comerciale off-the-shelf (COTS) precum multimetre digitale, osciloscoape și alte echipamente de măsurare. Instrumentele de testare generice, disponibile în comerţ şi gata de utilizare, necesită de multe ori configurare şi programare prin interfețe criptice pe panouri frontale. Secvența obligatorie de apăsări multiple de butoane pentru programarea acestor instrumente prin utilizarea mai multor meniuri de selecție poate fi greoaie și predispusă la erori, și poate expune procesul de testare la incoerență. Procesele de control a calităţii îi determină pe producători să-şi automatizeze echipamentele de testare, pentru a asigura coerenţa necesară la nivel de control al configurației și de colectare a datelor.

Figura 1: Sistemul embedded ATE utilizează un cabinet montat pe un rack de 3U, ce include un dispozitiv NI Single-Board RIO, o sursă de alimentare, şi/sau unul sau mai multe instrumente tradiționale de testare (tip COTS – commercial off-the-shelf).

Sistemele ATE bazate pe platforma PC sunt implementate în mod obișnuit pentru a asigura controlul procesului de testare, pentru a gestiona configu­rațiile instrumentelor, pentru a crește capacitatea de testare, și pentru a rezolva aspectele mențio­nate mai devreme legate de testarea manuală. Deși soluţiile ATE bazate pe calculator sunt în general acceptate, mulți producători din Statele Unite ale Americii și nu numai, încă testează manual. Sistemele ATE bazate pe calculator utilizează câte un PC pentru fiecare sistem de testare, ceea ce impune un nivel minim de calificare a operatorului, dar și mentenanţă IT. Pentru sistemele staționare, tastatura, monitorul și mouse-ul ocupă spațiu prețios în secţiile de producție.

Gradul ridicat de calificare al operatorului și barierele lingvistice pot impune nevoi semnificative de instruire pentru anumiți producători. În special instalarea și configurarea în timpul schimbărilor radicale de produs, pot fi extrem de dificile. De asemenea, operatorii care utilizează sisteme ATE bazate pe calculator pot fi distrași de posibilitatea navigării web și a programelor auxiliare de pe PC. Mai mult, administrarea IT în secţiile de producție, este o provocare în anumite organizații. Aceste aspecte pot genera erori şi ineficiență din partea operatorului, și incoerență în procesul de testare.

Sistemul headless de testare automată

Inginerii de la Bloomy Controls, membru al programului NI Platinum Alliance Partner, au dezvoltat un sistem embedded de testare automată, extrem de fiabil și

Figura 2: Controlerul embedded NI Single-Board RIO dispune de intrări/ieşiri analogice şi digitale şi asigură comunicare cu instrumentele de testare, cu unităţile supuse încercării şi conectare la reţea.

simplu de utilizat, ce nu necesită calculatoare în secţia de producție. Sistemul nu are nevoie de tastatură, monitor, ecran tactil sau mouse. În schimb, acesta dispune de o interfață fizică, compusă din câteva butoane mecanice, LED-uri, precum și, opțional, un scaner de coduri de bare. O aplicație de supraveghere, instalată pe orice computer conectat la rețeaua locală (LAN) a producătorului, ajută la monitorizarea și gestionarea mai multor astfel de sisteme de testare automată. Cu ajutorul aplicației de monitorizare, managerii pot controla configurațiile trimise la fiecare sistem embedded de testare automată și pot urmări eficiența fiecărei stații, a fiecărei linii de producție și a fiecărui operator.
Sistemul de testare automată de la Bloomy Controls, este compus într-un cabinet montat pe un rack 3U, cu un raft 1U ce conține dispozitivul NI Single-Board RIO, programat cu ajutorul LabVIEW, o sursă de alimentare şi un panou de operare (Figura 1). În plus, acesta include şi unul sau mai multe instrumente de testare comerciale gata de utilizare (COTS), necesare pentru fiecare sistem de testare. Majoritatea acestor instrumente de testare standard se găsesc în format 1U şi 2U, astfel încât se încadrează perfect în carcasa 3U.
Sistemul de testare automată include un ceas care aplică marcaje de timp fiecărei activități de testare și urmează să fie înregistrată de către aplicația de supraveghere.
Dispozitivul NI Single-Board RIO dispune de un procesor real-time, de o rețea de porți logice reconfigurabile (FPGA), precum și de intrări/ieşiri analogice și digitale pe o placă de circuit imprimat (Figura 2). În plus, dispozitivul NI Single-Board RIO oferă comunicaţii integrate prin Ethernet, USB, CAN, RS232 și alte protocoale ce pot controla instrumentele COTS, pot comunica cu unitatea supusă încercării (UUT) şi se pot conecta la calculatorul de supraveghere. Sistemul embedded de testare auto­mată include doar cele mai elementare comenzi de operare şi anume: start, stop și retestare. Aceste comenzi sunt implementate cu ajutorul butoanelor mecanice de pe panoul frontal, care pot fi configurate și modificate pentru a îndeplini nevoile procesului de testare. Indicatoarele LED de culoare verde și roșie, etiche­tate cu pass şi fail informează operatorul cu privire la rezultatul testului. Butoanele de pe panoul frontal, împreună cu un cititor opțional de co­duri de bare, compun singura interfață cu care inte­racționează operatorul. În consecință, sistemul embedded de testare automată necesită doar o instruire minimă a operatorului,eliminând nevoia unui calculator și mentenanţă asociată cu utilizarea acestuia.

Figura 3: Diagrama de sistem a aplicaţiei de supraveghere pentru sisteme multiple ATE de tip Headless.

Aplicația de supraveghere

Aplicaţia de supraveghere le oferă managerilor de producție posibilitatea de a monitoriza multiple sisteme embedded de testare automată și le oferă un control centralizat asupra configurațiilor instrumentelor și asupra colectării datelor. Managerii îşi pot instala aplicația de monitorizare pe orice PC din unitatea de producție preluând astfel imediat controlul asupra procesului de testare. Indiferent de numărul de sisteme embedded de testare automată pe care un producător le utilizează, fiecare secvență şi setare de test este afișată și controlată prin aplicaţia de monitorizare.
De asemenea, atât sistemul embedded de testare automată, cât și aplicaţia de supraveghere sunt uşor scalabile și simplu de utilizat pentru celule de producție multiple. Noile sisteme de testare automată pot fi detectate și configurate automat prin aplicaţia de monitorizare, de îndată ce acestea sunt adăugate la rețeaua LAN. De asemenea, în cazul în care un sistem de testare automată este deconectat de la rețeaua locală, aplicația de moni­torizare detectează acest lucru şi înștiințează ma­nagerii prin e-mail. Capacitatea de a configura sistemele embedded de testare automată prin intermediul aplicației de monitorizare elimină erorile de operator din cadrul procedurilor de configurare și de schimbare de produs. Rezultatele testelor sunt trimise automat aplicației de control și sunt stocate într-o bază de date. Figura 3 este o schemă bloc care ilustrează modul în care sistemele embedded de testare automată sunt controlate prin intermediul aplicației de monitorizare. Sistemul embedded de testare automată aplică marcaje de timp și înre­gis­trea­ză toate activitățile de testare pentru calcule exacte precum randamentul sau testele efectuate la fiecare oră. Colectarea centralizată a datelor și înregistrarea acestora prin aplicaţia de monitorizare asigură analiza datelor pentru toate mașinile din unitate.

Figura 4: Ecranul de afișare al aplicaţiei de supraveghere include o diagramă Pareto (stânga jos), o histogramă (dreapta sus) și un grafic de control X-Bar (stânga sus).

Figura 5: Ecranul de afișare al statusului de sistem al aplicaţiei ATE Supervisor.

Datele marcate temporal permit aplicației de control să urmărească eficienţa operatorului pentru fiecare stație de testare. Rezultatele testelor, randamentul, analiza controlului statistic al procesului (SPC) și eficiența operatorului, toate sunt vizualizate prin intermediul aplicației de monitori­zare ce se conectează la baza de date din producție. Figura 4 prezintă ecranul de afișare SPC al aplicaţiei ATE Supervisor de la Bloomy Controls, aplicația de monitorizare pe care managerii de producție o vizualiză în mod frecvent. Aceasta afișează o histogramă, o diagramă Pareto și grafice de control SPC al variabilelor X-Bar și R, pe baza datelor înregis­trate în procesul de testare.
Aplicația de monitorizare poate genera alerte și înștiințări pe tot parcursul procesului de testare. E-mail-urile pot fi trimise la o listă întreagă de responsabili, pentru a-i informa că s-a produs un eveniment. Un exemplu în acest sens, este sunetul de alarmă care se declanșează atunci când apar trei eșecuri consecutive la nivel de UUT, pe oricare dintre sistemele de testare automată. Acest sistem de alarmă poate trimite un e-mail la managerii de producție, atunci când randamentul scade sub o anumită valoare. Figura 5 prezintă ecranul de afișare al statusului de sistem al aplicaţiei ATE Supervisor, ce afișează statusul, identificatorul operatorului și timpii de testare ai fiecărui sistem de testare automată din reţeaua LAN.

Concluzii

Sistemul embedded de testare automată oferă operatorului un panou de comandă extrem de simplu de utilizat ce reduce posibilitatea de eroare şi nivelul de instruire necesar, al operatorului. Aplicația de monitorizare oferă configurarea repetabilă a sistemelor de testare automată și a secvențelor de testare, precum și înregistrarea și analiza fără erori a datelor. Raportarea și analiza în timp real în materie de control statistic al procesului (SPC), îi ajută pe managerii de producție să vizualizeze datele în orice moment, de pe orice calculator din reţeaua LAN, desemnat în acest scop și să primească alerte atunci când au loc modificări semnificative în procesul de producţie sau legate de eficiența operatorului. Prin simplificarea panoului de operare și prin centralizarea configurării și configurației mai multor sisteme de testare automată, sistemul îmbunătățește în mod spectaculos fiabilitatea procesului de testare.

Bloomy Controls, Inc. oferă sisteme la cheie pentru aplicaţii de testare automată, achiziție de date și control. Compania este membru al programului Platinum Alliance Partner de la National Instruments, specializată în proiectare electronică, și este recunoscută ca şi NI Certified Training Center. Bloomy Controls dispune de peste 20 de dezvoltatori și arhitecți certificaţi NI și a stabilit un nou standard în industrie în materie de practici pentru dezvoltarea de software cu ajutorul LabVIEW prin publicarea standardelor de codificare în cartea The LabVIEW Style Book (© 2007, editura Prentice Hall). Toate dintre cele trei facilități ale companiei americane Bloomy Controls, situate în Connecticut, Massachusetts şi New Jersey, desfăşoară activităţi de inginerie, producție și instruire ■

Un Alliance Partner National Instruments este o entitate juridică independentă de National Instruments, care nu are nicio relaţie de reprezentare, parteneriat sau colaborare cu NI.

Informaţii de contact:
Bloomy Controls, Inc.
info@bloomy.com

Paşii următori
Aflaţi mai multe despre această aplicaţie
Aflaţi mai multe despre Bloomy Controls, în calitate de NI Alliance Partner
Descărcaţi LabVIEW

National Instruments
http://romania.ni.com/

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile necesare sunt marcate *

  • Folosim datele dumneavoastră cu caracter personal NUMAI pentru a răspunde comentariilor/solicitărilor dumneavoastră.
  • Pentru a primi raspunsuri adecvate solicitărilor dumneavoastră, este posibil să transferăm adresa de email și numele dumneavoastră către autorul articolului.
  • Pentru mai multe informații privind politica noastră de confidențialitate și de prelucrare a datelor cu caracter personal, accesați link-ul Politica de prelucrare a datelor (GDPR) si Cookie-uri.
  • Dacă aveți întrebări sau nelămuriri cu privire la modul în care noi prelucrăm datele dumneavoastră cu caracter personal, puteți contacta responsabilul nostru cu protecția datelor la adresa de email: gdpr@esp2000.ro
  • Abonați-vă la newsletter-ul revistei noastre