
Erzielen neuer Testdimensionen
Bevor ein Testprojekt in Angriff genommen wird, ist es wichtig, ein Verständnis dafür zu entwickeln, wie rentabel die Investition sein wird. Wenn Sie verstehen, auf welchem Konzept automatisierte Tests, basieren, warum sie eingesetzt werden und wann sie verwendet werden sollten, st die Frage nach der finanziellen Rechtfertigung im Wesentlichen beantwortet.
Erfolgreiche Produkttests sind entscheidend für die Qualität, aber sie haben selbstverständlich auch ihren Preis. Die Entscheidung, ob die Tests manuell, automatisch oder in einer Kombination aus beidem durchgeführt werden sollen, ist von vielen Faktoren abhängig. Entscheidungsträger müssen die wichtigsten Kostentreiber sowie moderne Best Practices verstehen.
Hier finden Sie Infos zu folgenden Themen:
Die Geschichte automatisierter Tests
Manuelles Testen vs. automatisiertes Testen
Typen automatisierter Tests
Entscheidung zwischen manuellen und automatisierten Tests:
Eignet sich das Anwendungsfeld für Automatisierung?
Ist die Automatisierung die finanzielle Investition wert?
Definition automatisierter Tests
Automatisierte Tests sind ein Verfahren, bei dem ein Computer eine Reihe einzelner Tests an einem Produkt in logischer Reihenfolge ausführt. Die Tests erfassen Messwerte mit Messhardware. Diese überträgt die Werte an einen Computer mit einer Software (Test Executive). Dort werden die Ergebnisse mit vordefinierten Grenzwerten verglichen. So lässt sich feststellen, ob das Produkt die Tests bestanden hat oder nicht. Durch Automatisierung läuft das Testverfahren schnell, zuverlässig und wiederholbar. Das Risiko für menschliche Fehler ist minimal. Automatisierte Tests kommen heutzutage in jeder Branche zum Einsatz, die Elektronik verwendet. Die Zahl der automatisierten Tester steigt deutlich.
Alltägliche Beispiele für automatisierte Tests
Ein gängiges Beispiel für den Übergang von manuellen zu automatisierten Tests findet sich in der Werkstatt um die Ecke. Als Autos noch einfach zu reparieren waren, brachten Verbraucher sie zum Mechaniker, der manuell Teile wie den Verteiler, die Zündkerzen und die Kraftstoffzufuhr zum Vergaser überprüfte. Diese Überprüfungen erfolgten nacheinander, bis der Fehler diagnostiziert und die Reparatur durchgeführt wurde. Heutzutage schließt der Mechaniker das Auto an einen Computer an, drückt eine Taste und analysiert dann die Testergebnisse, die der Computer nach einer Reihe umfassender Messungen ausgibt. Bei der Prüfung einer Motorsteuerungseinheit (ECU – Engine Control Unit) werden beispielsweise viele Tests durchgeführt, ohne dass der Mechaniker überhaupt wissen muss, was genau vor sich geht. Dieser Prozess wird als automatisierter Test bezeichnet. Dabei wird eine Reihe von Tests nacheinander an einem Produkt durchgeführt.
Die Geschichte automatisierter Tests
Produkte unterscheiden sich in ihrer Komplexität, ebenso wie in der Art und Weise, in der sie getestet werden sollten. Oft gilt: Je komplexer das Produkt, desto teurer ist seine Herstellung und Prüfung. Automatisierte Testausstattung (ATE – Automated Test Equipment) wird während des gesamten Produktentwicklungszyklus eingesetzt, von der ersten Prototypenentwicklung über die Prüfung der ersten Charge bis hin zur Serienfertigung. Die gleichen Testsysteme werden dann häufig in Reparaturwerkstätten oder bei Auftragsfertigern (CMs – Contract Manufacturers) eingesetzt. Unabhängig vom Fertigungsstandort werden Testgeräte in der Regel in der Nähe des Forschungs- und Entwicklungszentrums des Unternehmens entworfen und entwickelt. So können Ingenieure erste Ideen darüber austauschen, wie ein Produkt am besten getestet werden kann, und eine kostengünstige Lösung für die Testverfahren finden.
In vielen Fällen installieren die Testentwicklungsingenieure die Geräte und schulen die Bediener vor Ort darin, wie sie die Geräte verwenden müssen, um eine maximale Leistung zu erzielen. Die Entscheidung über die zu verwendenden Testaustattungen wird im Allgemeinen anahnd des Produkts gefällt, das hergestellt werden soll. In der Vergangenheit waren ATEs teuer und schwer zu programmieren. Sie wurden in erster Linie für unternehmenskritische Produkte verwendet. Bei den frühen Testausstattungen handelte es sich um rack-basierte Testsysteme, deren Racks mit Einzelinstrumenten vollgepackt waren. Die Instrumente wurden häufig über einen General Purpose Interface Bus (GPIB) miteinander verbunden, der in den 1960er Jahren von Hewlett-Packard entwickelt wurde. Der GPIB ist ein paralleler 8-Bit-Bus, der den Vorteil bot, dass Systementwickler jede einzelne Komponente der Messinstrumente über ein einzigartiges und intuitives Adressierungssystem ansteuern konnte. So konnten Softwareentwickler entscheiden, welche Instrumente in welcher Reihenfolge angesteuert werden und wann die Testergebnisse zurückgegeben werden. GPIB war eine revolutionäre Neuerung bei der Entwicklung von Testsystemen und ist auch heute noch weit verbreitet.
Die Testgeräte haben sich in den letzten drei Jahrzehnten mit schnelleren Bussen wie PCI, PCI Express, PXI, Ethernet, USB und vielen anderen rasant weiterentwickelt. Diese neueren Standards ermöglichen eine wesentlich schnellere Datenübertragung zwischen den Testgeräten und dem Computer. Infolgedessen sind die Kosten für automatisierte Testgeräte gesunken und ihre Leistung hat sich deutlich verbessert. Derzeit kostet voll funktionsfähige ATE-Ausstattung nur noch wenige tausend Euro, verglichen mit Hunderttausenden in den 1980er Jahren und früher. Durch fallende Preise und technologische Fortschritte setzt sich die Einführung von ATE überall durch. Einst nur für die Prüfung aufgabenkritischer Produkte eingesetzt, sind ATE-Systeme heute in den meisten High-Tech-Fertigungsunternehmen an der Tagesordnung, die eine Reihe von Produkten von niedrigen bis zu hohen Kosten herstellen.
Manuelles Testen vs. automatisiertes Testen
Der manuelle Testprozess wird in der Regel von einer oder mehreren Personen durchgeführt, die eine Messaufgabe nach der anderen ausführen, bis der Test abgeschlossen ist. Oft beschäftigen Unternehmen Mitarbeiter, die den ganzen Tag vor den Testgeräten sitzen, die Instrumente beobachten und die Testergebnisse notieren. Dieses Verfahren wird seit vielen Jahren angewendet und wird auch heute noch eingesetzt, wenn die Arbeitskosten niedrig sind. Manuelle Tests werden auch verwendet, wenn der Testprozess eines Produkts relativ einfach ist und ein Bediener die Tests in kurzer Zeit durchführen kann. Bei automatisierten Tests hingegen führt ein computergestütztes Testsystem den Testprozess für ein Produkt durch. In der Vergangenheit waren automatisierte Testgeräte teuer und kompliziert. Die meisten automatisierten Testsysteme wurden für die Verteidigungs-, Automotive- und Telekommunikationsbranche gebaut. Von den 1970er bis zu den frühen 1990er Jahren waren die Kosten für Computer im Vergleich zu den Arbeitskosten extrem hoch. In diesen Jahren überstiegen die Kosten für automatisierte Testgeräte die Arbeitskosten bei weitem. Daher dominierten weiterhin manuelle Tests.
Testsequenzen und Software zum Ausführen von Tests
Einzelne Tests (als Testmodule bezeichnet) führen bestimmte Funktionen und Überprüfungen durch. Wenn diese einzelnen Tests zusammengefasst werden, spricht man von einer Testsequenz. Ein Beispiel für eine Testsequenz könnte sein: (1) ein Einschalttest, gefolgt von (2) einer Spannungsprüfung und anschließend (3) einem Stromtest. Mit automatisierten Testgeräten können mehrere Testsequenzen erstellt werden, um das Testen vieler Produkte innerhalb desselben Systems zu erleichtern. Testmodule können in vielen Programmiersprachen erstellt werden, während die Testsequenz in der Regel mit einem Test-Executive-Softwaretool erstellt wird. Ein Test-Executive-Tool besitzt viele Funktionen. Dazu zählen die Erstellung einzelner Testsequenzen, die Einbindung von Messgrenzwerten zur Bestimmung von Pass/Fail-Bedingungen und die Erstellung von Bedingungen, unter denen neue Testsequenzen auf der Grundlage der Messungen aufgerufen werden können. Diese Art von Software bietet auch ein Framework für die Ausgabe von Testdaten, sodass die Ergebnisse zur weiteren Analyse in Datenbanken hochgeladen werden können.
Halbautomatische Tests
Beim Vergleich von manuellen und automatisierten Tests ist es wichtig, nicht in Schwarz-Weiß-Kategorien zu denken. Viele Unternehmen setzen eine dritte Option für ihre Teststrategie ein: den teilautomatisierten Test. Diese Variante wird meist verwendet, wenn das Produkt während des Tests konfiguriert werden muss. Teilautomatisierter Test bedeutet, dass eine Bedienperson für einen Teil oder den gesamten Testzyklus anwesend ist.
Das Produkt wird in der Regel in eine Vorrichtung eingesetzt, die mit einem Computer verbunden ist. Während des Testvorgangs führt eine grafische Benutzeroberfläche (GUI – Graphical User Interface) auf dem Computerbildschirm den Bediener durch die Teile des Testvorgangs, die eine manuelle Anpassung des Produkts erfordern. Dies kann das Einstellen eines Potentiometers oder das Ausrichten eines bestimmten mechanischen Teils bedeuten. Der Computer kann einen Parameter auslesen, während der Bediener die Anpassungen vornimmt.
Sobald der Wert innerhalb des erforderlichen Bereichs liegt, kann der Computer den Bediener darauf hinweisen, dass die Einstellung korrekt ist. Nach Durchführung dieser Tests übernimmt der Computer erneut die Kontrolle, und die verbleibenden Tests werden wie zuvor beschrieben vollständig automatisiert durchgeführt.
Typen automatisierter Tests
Automatisierte Testsysteme gibt es in allen Formen und Größen. Hier finden alle Kompetenzbereiche Anwendung: Optik, RF, Mechanik, Elektrik und Elektronik, Software und weitere Fachgebiete, die alle an verschiedenen Stellen der unterschiedlichen Testprojekte erforderlich sind.
Einige Beispiele für Testtypen sind:
- In-Circuit-Test
- Boundary-Scan
- Automatisierte optische Inspektion (AOI)
- Automatische Röntgeninspektion (AXI – Automated X-Ray Inspection)
- Automatisierte Testausstattung für Funktionstests
- Kombinierte Tests
In-Circuit-Test (ICT)
In-Circuit-Tests gibt es seit vielen Jahren. Ursprünglich dienten sie dazu, einzelne Leiterplatten in elektronischen Produkten zu prüfen. Dabei testet eine elektrische Sonde eine bestückte Leiterplatte (PCB – Printed Circuit Board) auf Kurzschlüsse, Unterbrechungen, Widerstand, Kapazität und andere grundlegende Elemente. Die gemessenen Werte zeigen, ob die Baugruppe korrekt hergestellt wurde. Die Tests können mit einer Nadelbett-Testvorrichtung und speziellen Geräten oder mit einer vorrichtungslosen In-Circuit-Test-Anordnung durchgeführt werden. Ein Nadelbett-Tester ist eine klassische elektronische Vorrichtung mit zahlreichen Stiften, die in Öffnungen einer Platte stecken, die mit Glasgewebe laminiert ist. Die Stifte werden mithilfe von Werkzeugstiften ausgerichtet, um Kontakt mit den Testpunkten auf der Leiterplatte herzustellen. Diese Testpunkte sind über Drähte und Kabel mit einer Messeinheit verbunden. Jeder kleine, federbelastete Stift stellt den Kontakt zu einem Knotenpunkt im Schaltkreis des zu prüfenden Geräts (DUT) her. Durch das Andrücken des DUT auf das Nadelbett entsteht schnell und zuverlässig Kontakt zu Hunderten oder sogar Tausenden von Testpunkten im Schaltkreis. Die Andruckkraft erfolgt manuell oder per Vakuum, sodass der Prüfling auf die Nadeln gedrückt wird. ICT-Systeme verfügen oft über eine integrierte Testdatenprotokollierung mit proprietären Ausgabereports, die auf dem Design des Herstellers basieren. Viele dieser Systeme sind noch heute im Einsatz, obwohl sie zunehmend durch Boundary-Scan-Systeme ersetzt werden. Vorteile von ICT sind die hohe Testgeschwindigkeit und die Möglichkeit, viele Teile der Leiterplatte gleichzeitig zu prüfen. Außerdem handelt es sich um handelsübliche Produkte, die üblicherweise zum Testen einzelner bestückter Leiterplatten verwendet werden, bevor diese zu einer Unterbaugruppe zusammengebaut werden.
Boundary-Scan
Boundary-Scans sind eine Form automatisierter Tests, die sich seit einigen Jahren großer Beliebtheit erfreut. Boundary-Scans sind auch unter der Abkürzung JTAG (Joint Test Action Group) oder unter ihrem IEEE-Standard (IEEE 1149.1) bekannt. Sie bieten viele entscheidende Vorteile gegenüber traditionelleren Testformen. Daher haben sie sich in der heutigen Zeit zu einem der wichtigsten Werkzeuge für automatisierte Tests entwickelt. Der Hauptgrund für die Entwicklung von Boundary-Scan-Tests bestand ursprünglich darin, bei Tests den mangelnden Zugang zu Platinen und integrierten Schaltkreisen zu beheben. Da die Produkte immer kleiner wurden, wurde der verfügbare Platz immer knapper, sodass sich herkömmliche Testmethoden nicht mehr eigneten. Boundary-Scans schaffen hier Abhilfe, indem spezielle Boundary-Scan-Register in großen integrierten Schaltkreisen auf der Leiterplatte angebracht werden. Wenn die Leiterplatte auf Boundary-Scan-Modus eingestellt ist, werden Daten an serielle Datenregister in den integrierten Schaltkreisen weitergeleitet. Die Antwort und damit die Daten, die aus dieser seriellen Datenkette übermittelt werden, ermöglichen es dem Tester, Fehler mit relativ hoher Geschwindigkeit zu erkennen. Aufgrund ihrer Fähigkeit, Platinen und sogar integrierte Schaltkreise mit sehr begrenztem physischem Testzugang zu prüfen, sind Boundary-Scans inzwischen weit verbreitet und ihr Einsatz nimmt weiter zu.
Automatisierte optische Inspektion (AOI)
AOI ist in vielen Fertigungsumgebungen üblich. Es handelt sich im Grunde um eine Form der Sichtprüfung, die jedoch automatisch mit Kameras, Computern und Software erfolgt. Aufgrund des automatisierten Charakters der Inspektion bietet sie im Vergleich zur traditionellen manuellen Inspektion ein wesentlich höheres Maß an Wiederholbarkeit und Geschwindigkeit. Die AOI ist besonders nützlich, wenn sie am Ende einer Produktionslinie steht, in der gelötete Leiterplatten hergestellt werden. Dort können Produktionsprobleme, einschließlich Lötfehler, schnell lokalisiert werden. Gleichzeitig kann festgestellt werden, ob die richtigen Komponenten in der korrekten Ausrichtung eingebaut wurden. Diese Art der Inspektion wurde traditionell von Bedienern durchgeführt, die sich dieselbe Art von Leiterplatten über einen Zeitraum von mehreren Stunden ansahen. Eines der größten Probleme bei der manuellen Sichtprüfung ist die Ermüdung des Bedieners. Gegen Ende einer Schicht lässt die Genauigkeit der manuellen Prüfung oft nach. Das führt dazu, dass schlechte Produkte passieren oder gute Produkte durchfallen. Mit AOI werden diese Probleme erfolgreich angegangen. Aufgrund der hohen Kosten von AOI-Systemen werden sie oft nur in Produktionslinien mit hohen Stückzahlen eingesetzt.
Automatische Röntgeninspektion (AXI – Automated X-Ray Inspection)
AXI hat große Ähnlichkeiten mit AOI. Mit dem Aufkommen von BGA-Gehäusen (Ball Grid Array) war es jedoch notwendig, eine Form der Inspektion zu schaffen, die die Sichtung von Elementen ermöglicht, die optisch nicht sichtbar sind. AXI-Systeme können durch IC-Gehäuse (Integrated Circuit) hindurchsehen, um die Lötstellen genau zu beurteilen, so wie ein Arzt ein Röntgenbild eines Knochens betrachtet, um eine mögliche Fraktur zu erkennen.
Automatisierte Testausstattung für Funktionstests
Bei Funktionstests wird – wie der Name schon sagt – die Funktionalität von Geräten getestet. Funktionstests erfolgen deutlich später im Herstellungsprozess. Häufig Smarte Teststation, die flexibel ist und mehrere Produkte testethandelt es sich um den letzten Test, bovor das Produkt verpackt und an den Kunden geliefert wird. Sobald ein Produkt diese Testphase erreicht hat und sich dabei ein Fehler herausstellen sollte, ist die Reparatur in der Regel am teuersten. Je früher ein Problem oder ein Konstruktionsfehler bei einem Test erkannt wird, desto kostengünstiger ist die Lösung des Problems. Der Großteil der Funktionstester muss kundenspezifisch angefertigt werden, da die meisten Funktionen der Produkte eines Unternehmens spezifisch für das jeweilige Unternehmen sind. Wenn ein neues Produkt konzipiert und hergestellt wird, verfügt es häufig über Funktionen, die es vorher noch nie gab. Das bedeutet, dass bis zu diesem Zeitpunkt noch niemand einen Tester für diese Funktionen gebaut hat.
Kombinierte Tests
Wie Sie anhand der bereits besprochenen Testarten sehen können, kann keine einzelne Testmethode eine vollständige Lösung bieten. Um diesem Problem zu begegnen, werden in vielen ATE-Systemen verschiedene Testmethoden in einem Tester kombiniert. Durch die Kombination der Testfunktionen ist die Testabdeckung wesentlich höher. Ein kombinierter Tester kann auch eine Vielzahl verschiedener Testarten durchführen, ohne dass der Prüfling physisch von einem Tester zum anderen bewegt werden muss. Diese einzelne Testsuite kann sowohl ICT-Tests als auch Funktionstests und JTAG-Boundary-Scan-Tests umfassen. Jede der beschriebenen Arten von automatisierten Tests hat ihre Stärken. Daher ist es notwendig, den jeweils richtigen Testansatz für die erforderlichen Tests zu wählen. Durch die Kombination der verschiedenen verfügbaren Testtechniken ist es möglich, dass jede gebaute ATE optimal genutzt werden kann. Auf diese Weise lassen sich Test zeitsparend durchführen. Gleichzeitig stellt dies einen hohen Abdeckungsgrad für die erfolgreiche Prüfung aller Produkttypen sicher.
Entscheidung zwischen manuellen und automatisierten Tests
Durch die Analyse des gesamten Anwendungsfalls und des Produktionsvolumens wird der richtige Weg im Allgemeinen schnell deutlich. Aufgabenkritische Produkte werden oft mehrfach getestet, um einen sicheren Betrieb sicherzustellen. Beispiele sind Produkttpen, die die Sicherheit von Menschen schützen oder deren Ausfall katastrophale Folgen hätte. Dazu gehören Branchen wie Transportwesen, Luft- und Raumfahrt, Medizin und Verteidigungswesen. Hersteller von Flugzeugkomponenten wissen beispielsweise, dass jeder Ausfall ihrer Produkte Leben kosten oder große Schäden verursachen kann. Deshalb investieren diese Unternehmen stark in automatisierte Testsysteme. Gleiches gilt für Hersteller von implantierten medizinischen Geräten, deren Produktqualität für die Anwender über Leben und Tod entscheiden kann. Unternehmen wie diese haben aus Sicherheitsgründen und aus Gründen der Wirtschaftlichkeit frühzeitig automatisierte Testtechnologien eingeführt. Automatisierte Tests werden nie müde und haben keine schlechten Tage. Bei manuellen Tests zeigen Studien: Ergebnisse können vor und nach der Mittagspause variieren. Darüber hinaus spielt auch die Subjektivität eine Rolle. Was für eine Person akzeptabel ist, lehnt die nächste bisweilen ab. So gelangen fehlerhafte Produkte auf den Markt, während einwandfreie Produkte fälschlich aussortiert werden. Diese Fehler verursachen erhebliche Kosten für Rückrufe und Reparaturen und schädigen den Ruf der Marke. Automatisierte Tests arbeiten mit objektiven Grenzwerten. Ergebnisse sind zuverlässig und wiederholbar.
Eignet sich das Anwendungsfeld für Automatisierung?
Manuelle Tests werden traditionell eingesetzt, wenn es sich um einen einfachen Prozess handelt und die Arbeitskosten niedrig sind. Manuelle Tests werden häufig auch in Forschungs- und Entwicklungsabteilungen eingesetzt, wo Flexibilität einen wichtigen Faktor darstellt, wenn neue Produkte getestet werden, die sich noch in der Entwicklungsphase befinden. Die Möglichkeit, einen Testprozess zu ändern und verschiedene Optionen auszuprobieren, spricht für manuelle Tests. Unternehmen fällt es bisweilen schwer, von einem manuellen Testverfahren auf ein automatisiertes Testverfahren umzusteigen, da die Kosten für die Softwareentwicklung hoch erscheinen können.
Da die Kosten für Testgeräte und Softwaretools im Einklang mit dem Mooreschen Gesetz sinken, werden automatisierte Tests heutzutage in großem Umfang für die Prüfung aller Arten von elektronischen Produkten eingesetzt. In dem Maße, wie die Kosten für Testausstattung sinken, breitet sich der Einsatz von automatisierter Testausstattung immer weiter aus. Ein weiterer Faktor, der zur Ausbreitung automatisierter Tests beiträgt, sind die weltweit steigenden Arbeitskosten, die die Kosten manueller Tests immer weiter steigen lassen. In Nischenbranchen, die spezielle Fertigkeiten erfordern, kann es außerdem schwierig sein, das richtige Personal zu finden und zu schulen. Automatisierte Tests werden über alle Produkttypen hinweg verwendet. Dies gilt unabhängig davon, ob es sich um kostengünstige Produkte mit hoher Stückzahl oder hochwertige Produkte mit niedriger Stückzahl handelt. Die Faktoren für die Entscheidung, welche Testausstattung verwendet werden sollte, sind vom Typ der herzustellenden Produkte abhängig. Bei kostengünstigen Produkten mit hoher Stückzahl sind häufig die Testzeiten der kritische Faktor: Die Einsparung von wenigen Sekunden kann den Ausschlag dafür geben, welche Art von Testausstattung verwendet wird. Bei komplexeren hochwertigen Produkten ist es wichtiger, dass viele tiefgreifende Tests durchgeführt werden können. Daher tendiert die Testausstattung dazu, einen höheren Entwicklungsstand aufzuweisen und höhere Kosten zu produzieren.
Ist die Automatisierung die Investition wert?
Eine der wichtigsten Entscheidungen, die Führungskräfte bei der Einführung eines neuen Produkts treffen müssen, ist die Frage, ob sie in automatisierte Tests investieren. Die Kosten für die Einrichtung eines automatisierten Testsystems sind zwar in den letzten Jahren gesunken, stellen aber immer noch eine erhebliche Investition dar. Allerdings gibt es Möglichkeiten, diese Investition nach der Anschaffung in eine kostensparende Plattform umzuwandeln. Durch die Entwicklung und Implementierung von Teststationen mit einem gemeinsamen Kern können diese während der gesamten Fertigung problemlos wiederverwendet und recycelt werden. Der Schlüssel zu einem gemeinsamen Kern oder einer generischen Teststation liegt darin, alle teuren Messgeräte in einer Basiseinheit zusammenzufassen. Von dort aus ist es einfach, flexible Vorrichtungen um sie herum zu entwerfen, die sich an verschiedene Produkte und Phasen des Produktlebenszyklus anpassen lassen, indem sie je nach Bedarf ausgetauscht werden.
Widerstand gegen die Einführung automatisierter Testausstattung kann auch aus dem Unternehmen selbst kommen, da einige Mitarbeiter ihre Arbeitsplätze durch die Einführung neuer Technologien bedroht sehen. Diese gefühlte Bedrohung wird häufig durch die Erkenntnis entkräftet, dass die Routineaufgaben durch spannendere Aufgaben ersetzt werden, die außerdem einen größeren Mehrwert für das Unternehmen schaffen können. Mit dem richtigen Einfühlungsvermögen lässt sich diese Situation in eine positive Erfahrung für alle Beteiligten verwandeln.
Die Hauptunterschiede zwischen manuellen, halbautomatischen und automatisierten Tests wurden bereits angesprochen, aber es bleibt die Frage, wie sich die richtige Entscheidung treffen lässt.
Um herauszufinden, welche Strategie für eine bestimmte Situation am besten geeignet ist, muss eine Reihe von Fragen beantwortet werden:
- Handelt es sich um ein kostengünstiges oder ein hochwertiges Produkt?
- Wird das Produkt in hoher Stückzahl gefertigt?
- Sind die Produkttests komplex oder relativ einfach?
- Ist das Produkt für den Endkunden geschäftskritisch?
- Müssen 100 % der Einheiten geprüft werden oder reicht eine Chargenprüfung?
Die Antworten auf diese Fragen helfen, fundiertere Entscheidungen darüber zu treffen, ob automatisierte Tests als Strategie eingeführt werden sollten. Für Unternehmen, die kostengünstige und einfache Elektronikprodukte herstellen, sind automatisierte Tests unerlässlich, um die Herstellungs- und Testkosten niedrig zu halten. In diesen Fällen ist es viel zu teuer, jedes Produkt von einem Bediener manuell testen zu lassen. Bei komplexen oder hochwertigen Produkten ist es aufgrund der hohen Kosten für spezialisierte Techniker, die für das Testen der Produktkomplexität erforderlich sind, oft sinnvoll, die Tests zu automatisieren. Hochwertige Produkte haben zudem Kunden, die hohe Teststandards und dokumentierte Prozesse erwarten, um gleichbleibende Qualität sicherzustellen. Bei unternehmenskritischen Produkten sind hohe Qualität und wiederholte Tests in allen Phasen der Produktion von entscheidender Bedeutung. Die Tests müssen in jeder Montageephase durchgeführt werden, angefangen bei der Prüfung einzelner Leiterplatten über die Prüfung von Teilsystemen bis hin zur funktionalen Abnahmeprüfung. Ein Ausfall dieser Art von Produkten im Einsatz (d. h. die Kosten für schlechte Qualität) ist weitaus teurer als umfassende Tests.
Um die Unterschiede zwischen den angesprochenen Testprozessen besser zu verstehen und die Investitionen entsprechend zu rechtferigen, ist es hilfreich, ein Beispiel für ein typisches Testszenario heranzuziehen. In dem oben beschriebenen Testszenario werden für ein Produkt, das getestet werden muss, die potenziellen Kosten pro Test für jedes der drei Testverfahren aufgeschlüsselt. Die kritischen Berechnungsfaktoren, die sich auf die Entscheidung für die beste Strategie auswirken, sind die Testdauer, die Kosten für den Bediener, die Kosten für die Ausstattung und die erforderliche technische Entwicklung (d. h. das Softwaredesign). Im Beispiel wird davon ausgegangen, dass mit einer Fertigungslinie 10.000 Produkteinheiten pro Jahr entsprechend den geschätzten Fixkosten, den Entwicklungskosten und den Testzeiten hergestellt werden. Diese Informationen dienen als Berechnungsgrundlage für die Testkosten pro Einheit. Der kritische Kostenpunkt in diesem Beispiel ist die Testdauer. Je kürzer sie ist, desto drastischer sinken die Kosten pro Test.
Bei der manuellen Prüfung sind die Bedienerkosten höher, da er über höhere Kompetenz verfügen muss. Die Tests erfordern einen geschulten Testtechniker. Dies ist bei halbautomatischen oder vollautomatischen Testszenarios nicht der Fall. Hier kann ein weniger qualifizierter Bediener eingesetzt werden. (In diesen Fällen könnte der Bediener möglicherweise mit mehreren Testern gleichzeitig arbeiten, aber diese Multiplexing-Annahme wird bei diesen Berechnungen nicht berücksichtigt.) Das Beispiel in der Tabelle oben dient als Richtschnur, um die Kosten der unterschiedlichen Testszenarios zu berechnen. In diesem Fall rechtfertigt die Stückzahl (10.000 pro Jahr) den Wechsel von manuellen Tests zu halbautomatischen Tests, aber nicht die Umstellung auf vollautomatische Tests. Das liegt darin begründet, dass die Stückzahl hoch genug ist, um eine gewisse Form der Automatisierung zu rechtfertigen, durch die die Arbeitskosten deutlich gesenkt werden. Die Stückzahl ist aber nicht hoch genug, um die noch höheren Kosten einer vollständigen Automatisierung zu rechtfertigen.
Erfolgreiche Produkttests sind entscheidend für die Qualität, aber sie sind mit Kosten verbunden. Bei der Entscheidung, ob Produkttests manuell oder automatisiert erfolgen sollen, müssen die oben genannten Aspekte sorgfältig abgewogen werden. Eine gute Planung führt zu effektiven Ergebnissen und beschleunigt die Fertigung. Gleichzeitig wird das Gesamtergebnis verbessert.
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