对于生命安全报警设备来说，安全与质量始终是第一位的。随着人们安全意识的增强以及监管规则的不断提升，报警设备功能不断增多，且变得越来越复杂。如何确保这类日趋复杂的设备在任何环境下都能发挥功效呢？这就必须依赖于覆盖面更广、效率更高的全新测试策略。本文详细介绍了行业巨头Ei的相关解决方案。
有时候仅仅是因为饭烧焦了而引发火警，有时候则因为检测到家中有危险气体泄漏而引起一氧化碳报警……
但无论何时，生命安全设备都必须正常工作，一次都不能掉链子。然而遗憾的是，根据美国国家消防协会的一份报告，2014至2018年间，美国近16%的家庭火灾死亡是因为火警设备未能正常报警而导致的。
为了确保产品质量、性能和可靠性，测试工程师每天都在勤恳工作，以便设备尽可能稳定可靠，在紧急情况下能够保护消费者及其亲人的人身安全。
从简单报警到复杂通信
通常，人们很容易忘记安装在墙上、多年来一直都在工作的各种检测设备，比如一些火灾报警器已经安装在家里近十年了；同样，人们也很容易忘记究竟有多少套检测设备正在使用中。由于城市法规的执行和居民对平安的普遍渴望，一个家里可能有几十种火灾和一氧化碳检测产品。根据这个数字，试想一下遍布世界各地的报警器规模有多大吧。
作为火灾和一氧化碳检测产品制造商，总部位于爱尔兰的Ei Electronics(Ei)公司认为，在这一领域中，质量并非是可选项，而是最重要的。Ei公司每年制造超过1000万个报警器，预计未来10年，市场上将有超过2亿个激活产品。Ei也清楚地知道，火灾和一氧化碳报警器的演变与物联网(IoT)本身的故事一样，古老而久远。
报警器必须具备危险检测这类核心功能。在基本层面上，旧型号产品可能仅由一个简单的传感器、蜂鸣器和电池组成。而如今新的安全检测设备越来越先进，联网的数量也越来越多。较新的型号包含更多的组件，它们可以通过网络障碍监测机制与家中的其他设备通信，甚至向手机发送警报。这些功能通常是法定的，但增加了供应商和消费者的成本，对开发和制造效率的要求也提高了。更为复杂的是，新旧型号目前都在家中同时运行，这使得测试团队在设计和测试新系统的同时，还要确保寿命期间内旧产品的可靠工作。
功能越复杂，问题也越多？
对于安全设备来讲，增强功能通常意味着，为过去曾经是纯机械式的设备增加了额外的复杂性。如今的电子式安全设备包含软件、无线电、还有先进的功率预算要求。增加设备的复杂性，也就意味着需要增加测试覆盖范围。不仅单个设备有更多的项目需要测试，而且考虑到家庭中所需的报警器数量还在不断增长、更大的产量也会产生更多的测试内容时，情况会变得更加复杂。不断发展的监管规则，也可能需要修订产品和扩大测试覆盖范围。
如何应对这些挑战可能是艰巨的任务。能源、医疗等各个行业的工程师，都希望尽快扩大规模并将新技术推向市场。Ei公司正借助NI在测试和测量解决方案方面的专业知识，仔细研究其测试策略，这是因为随着复杂性的增加，测试与测量变得日益难以管理且成本高昂。由于不同型号的火灾和一氧化碳报警器在功能上非常相似，因此，要实现更高效率，就意味着需要找到新方法，来减少构建新产品所需的测试工作量。
新测试策略将带来高投资回报
将NI软件、系统和服务应用于整个实验室中的工艺、系统和数据，帮助Ei公司简化了开发流程，扩大了测试覆盖范围，最终提高了产品质量。已经得出的结论是，为了管理投资和控制风险，Ei已经踏上了分阶段解决的旅程。最关键的是，Ei证明了这条道路上的每一步都可以带来显著的价值。以下是Ei开始取得显著成功的几种方式：
图1：产品性能提升之路。(来源：NI)
自动化
随着严格的设备和监管要求的出台，仅仅测试报警器是否能够正常工作已经远远不够了。Ei测试团队致力于在可能遇到的任何情况下，都要确保报警器的所有组件能够正常工作。在验证过程中，利用PXI和LabVIEW建立的自动测试集，可在多个模拟场景(比如具有不同热量或烟雾等级的火灾)中重复使用，从而能够更好地利用工程时间。与Ei之前的测试策略相比，每个项目可以节省50%的时间。
推动这一方法成功的关键是，提高产品设计团队的软件熟练度。LabVIEW是一种图形化语言，它降低了更熟悉数据流设计(而非顺序语法)的硬件工程师的入门门槛。Ei还专门腾出时间，用于培训和认证，因此软件熟练程度已被视为职业发展机会，而不是次要任务。这样就在一定程度上能够更好地理解生产测试，从而改变了验证组内的文化，并相互建立更好的关系。
标准化
随着报警器开始变得越来越智能，测试覆盖率也越来越高，Ei意识到之前使用多个测试平台，造成了很大程度的效率低下，并导致数据不容易关联。为了最大限度地提高重用性，Ei采用了NI的测试工作流(Test Workflow)，并为软件架构、推荐的硬件和集中式数据库中的必要资源建立了标准。这种方法巩固了测试覆盖范围，使开发变得更快且具有更好的可预测性。这一举措成功的关键是聘请一位技术领导，可以引导、指导和激励周围的人遵守新标准。如果没有富有远见的项目领导来确保资金的投入执行，以及强有力的技术领导来确保落地部署，该项目早就失败了。Ei与NI密切合作，通过咨询填补了技能方面的空白，确保整个标准化过程顺利得到贯彻执行。
数据数字化与协作
标准化的测试系统更容易学习，可以帮助Ei改进验证和生产团队之间的代码和数据共享，使企业能够根据从其产品中收到的数据做出决策。收集包括成型、PCBA和器件组装在内的各个阶段的工艺数据，能帮助Ei更准确地预测产量。同样，来自老产品的旧测试数据，也为Ei运行算法及开发新产品提供了更高的起点。实际中，将生产测试仪的开发从几个月缩短到了几周。Ei对跨功能协作和标准化的关注，降低了新产品导入测试项目的进度风险，目前有95%的项目是按计划甚至是提前完成。
通过数字化转型来提高产品性能，不是一朝一夕就能走完的路。在整个产品设计生命周期中，Ei对自动化的投资以及对标准化的承诺，为未来发展奠定了坚实的基础。借助公司内的通用互联系统，并且在NI顾问的支持下，Ei正在寻求投资于分析和机器学习技术，从而进一步优化其产品和系统。
安全永远是第一位的
最后一句话一定是安全。与Ei一样，许多组织都面临着新的挑战，必须重新思考能够快速提供可靠技术的新流程。
(参考原文：strategic-testings-vital-role-in-ensuring-quality-of-smart-life-saving-devices）
本文为《电子工程专辑》2024年2月刊杂志文章，版权所有，禁止转载。点击申请免费杂志订阅
您可能感兴趣
