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Eine schlanke Bauteile-Fertigung dank flexibler Testumgebung

| Autor / Redakteur: Paolo Bertholdi * / Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter

Flexible Bauteilefertigung ist bei kleinen und mittleren Losgrößen wichtig. Mit einer konfigurierbaren Testumgebung kann der Entwickler schnell reagieren. Wir stellen ein System vor, das nicht auf eine Funktion beschränkt ist.

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Flexible Testumgebung: Die Compact-Serie von Seica passt sich der Anwendung an. Das kann ein In-Circuit-Test, In-Circuit-Programmierung, Funktionstest oder eine vollautomatisierte Testlösung sein.
Flexible Testumgebung: Die Compact-Serie von Seica passt sich der Anwendung an. Das kann ein In-Circuit-Test, In-Circuit-Programmierung, Funktionstest oder eine vollautomatisierte Testlösung sein.
(Bild: Seica)

Die Elektronik-Hersteller konzentrieren sich gerade in Europa auf kleine bis mittlere Losgrößen. Das hat allerdings den Nachteil, dass dann die Linien auch umkonfiguriert werden müssen. In der Folge wird die Produktivität beeinträchtigt und es kommt zu mehr Abfall.

Hinzu kommt, dass flexible Leiterplatten und sehr kleine Bauteile die Umstellung erschweren. Damit Elektronik-Hersteller produktiv, effizient und damit auch profitabel arbeiten können, muss das Produktionsequipment flexibel arbeiten. Der Wechsel zwischen verschiedenen Designs sollte schnell und einfach möglich sein und den Arbeitsablauf der Anlagen nicht beeinträchtigen.

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Seica unterstützt beispielsweise Baugruppen-Hersteller, um die Anforderungen an die Flexibilität zu erfüllen. Speziell die In-Circuit- und Funktionstester stehen dabei im Mittelpunkt unserer Betrachtung. Für die Elektronik-Hersteller gibt es verschiedene Möglichkeiten, die Philosophie einer schlanken Fertigung umzusetzen. Die sogenannten World-Class-Manufacturing-Richtlinien (WCM) wurden mit dem Ziel entwickelt, Herstellungsverfahren zu definieren, die auf weltweit anerkannten Standards beruhen. Das grundlegende Prinzip der Richtlinie ist es, jegliche Art von Verschwendung und Verlusten zu reduzieren. Wichtig ist dabei, dass alle Mitarbeiter der Organisation einbezogen werden.

Passt sich den Testanforderungen an

Wichtig ist dabei, dass die Mitarbeiter das Prinzip der Flexibilität verinnerlichen. Unterstützt werden sie dabei von der Compact-Serie des Herstellers Seica. Diese ist hochgradig konfigurierbar, um den sich variierenden Testanforderungen in modernen Produktionsumgebungen gerecht zu werden. Die mit Hilfe der VIP-Plattform definierte Flexibilität bietet die Compact-Serie dem Anwender die Möglichkeit, die Konfiguration zu wählen, die sich am besten für die Anwendung eignet: In-Circuit-Test, In-Circuit-Programmierung, Funktionstest oder eine vollautomatisierte Testlösung als mächtiges Werkzeug, das nicht auf eine einzelne, spezielle Funktion beschränkt ist.

Die Konfigurierbarkeit wird von Seicas selbstentwickelter VIVA-Softwareumgebung unterstützt: Alle erwähnten Testfunktionen lassen sich problemlos implementieren. Eine gemeinsame Softwareoberfläche bietet den Vorteil, dass Techniker und Ingenieure sich nur mit einem Satz von Werkzeugen vertraut machen müssen. Die in VIVA integrierten Werkzeuge decken Programmerstellung, Debugging, Ausführung, Diagnosen, Reparatur und Datenaufzeichnung ab.

Die funktionale, graphische Software-Oberfläche führt den Anwender einfach durch eine Reihe automatisierter Prozessschritte. Umfassende Test-Bibliotheken für analoge und digitale Bauteile stehen in entsprechender Testsprache zur Verfügung. Die Softwareumgebung ist kompatibel mit zahlreichen Frontend-Testsoftware-Paketen und erlaubt es, externe Software-Module und Sprachen/Sequenzer von Drittanbietern zu implementieren. Dazu gehören beispielsweise LabVIEW und TestStand.

Was es mit einem synthetischen Messsystem auf sich hat

Kernstück aller Compact-Systeme ist das synthetische Messsystem ACL, das für jedes synthetisierte Instrument unabhängige D/A- und A/D-Wandler einsetzt. Jede Karte enthält drei unabhängige Arbitrary-Waveform-Generatoren, ein Multimeter, einen Zeitgeber/Zähler, Onboard-Memory und Rechenkapazität für Signalanalysen und Funktionalitäten eines digitalen Oszilloskops. Vier digitale Highspeed-Kanäle werden, wie andere Signale auch, über den analogen Signalbus oder direkt zur Frontplatte geroutet. Gesteuert werden die Ressourcen der Karten durch den System-PC über einen Glasfaser-Highspeed-Bus. Die digitalen und analogen Karten kontaktieren den Prüfling über die System-Adapterschnittstelle.

Wenn ein Boundary-Scan-Test benötigt wird, wird die Testabdeckung über eine virtuelle Nadelbett-Adapter-Funktion (Virtual Bed of Nails (VBN) spürbar erhöht. Die JTAG-Pins des Prüflings werden zur Driver-/Sensor-Steuerung einer Gruppe virtueller I/O-Kanäle verwendet, die ansonsten nicht direkt kontaktiert werden kann. Für das VBN-Modul wird keine zusätzliche Hardware benötigt. Darüber hinaus kann jedes System der Compact-Serie mit einer voll integrierten Onboard-Programmiermöglichkeit (OBP) ausgestattet werden. Diese Programmier-Lösung schlägt sich positiv bei den Betriebskosten durch, der Prozessgeschwindigkeit und der Benutzerfreundlichkeit. Bei maximaler Ausbaustufe können bis zu 16 Bauteile gleichzeitig programmiert werden. Die vorhandene Bibliothek unterstützt unterschiedliche Plug-Ins.

Fehler lokalisieren und Reparatur einleiten

Bei der Schilderung von Software-Eigenschaften dürfen auch die Reparaturstation oder die Statistikmodule nicht zu kurz kommen. Das Softwaremodul mit der Bezeichnung „Reparatur-Station“ bietet eine graphische Benutzeroberfläche, um Fehler zu lokalisieren und die entsprechende Reparatur einzuleiten. Nach dem Test kann der Bediener die auf der Baugruppe erkannten Fehler aufrufen und anzeigen. Zusätzlich werden die elektrischen Verbindungen zwischen den betroffenen Bauteilen dargestellt. In einem Dialogfenster werden alle kritischen Punkte dargestellt, die überprüft werden sollten. Der Anwender gibt die erledigte Reparatur in das System ein, wo sie dann in einer Datenbank gespeichert werden.

Anschließend wertet die Software QSTAT die Datenbank aus, um Hinweise für künftige Fehler sowie Reparatur-Infos zu geben und Berichte zu erstellen. Für eine bessere Datenerfassung und Analyse kann die Datenbank-Reparaturmaßnahme an Multipanel-, Nutzen- und Einzel-Leiterplatten erfasst werden. Das SPC-Werkzeug bereitet die Testdaten statistisch auf, damit diese in die Berichte einfließen. Die offene Architektur der VIP-Plattform erlaubt die einfache Integration externer Soft- und Hardware-Module. Das betrifft nicht nur Testfähigkeiten, sondern auch Programmierfunktionen. So stehen zusätzliche Module für Hochspannungsanalysen oder Hochfrequenztests zur Verfügung.

* Paolo Bertholdi arbeitet im Automotive Business Development Department bei Seica.

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