Qualitätssicherung ist in der Elektronikentwicklung unerlässlich. Gleichzeitig ist sie aber oft mit einem hohen und schwer vorhersehbaren Aufwand verbunden. Die in dem Whitepaper beschriebenen Erfahrungen und Erkenntnisse basieren auf mehrjährigen Beobachtungen und haben uns geholfen, den Aufwand für Funktions- und Performancetests zu identifizieren und schließlich zu reduzieren. Dadurch konnten wir den Aufwand der Kosten und Zeit in unserer Entwicklung optimieren.
Zur Durchführung der Tests müssen sowohl das zu messende eingebettete System als auch ein Messsystem verfügbar und korrekt konfiguriert sein. Die zu messenden internen Größen des ersteren müssen für das Messsystem zugänglich sein. Nach der Konfiguration beginnt ein Test, der je nach Komplexität und Anforderungen zwischen wenigen Minuten und mehreren Tagen dauern kann. Anschließend werden die gesammelten Daten ausgewertet und verglichen. Basierend auf den Ergebnissen dieses Abgleichs werden die Systemparameter kalibriert und eingestellt, um Abweichungen zu korrigieren und das System zu optimieren. Dieser diskontinuierliche, iterative Prozess wird so lange wiederholt, bis keine Kalibrierung mehr erforderlich ist.
Um der schwierigen Prognostizierbarkeit Rechnung zu tragen und auf unvorhergesehene Probleme reagieren zu können, hat es sich bewährt, eine eigenständige Projektplanungsposition mit Pufferzeiten und klaren Verantwortlichkeiten vorzusehen. Die Prognostizierbarkeit des Gesamtaufwandes hängt wesentlich von der Verlässlichkeit der getroffenen Entscheidungen und damit von der Qualität der verfügbaren Daten und den Möglichkeiten der Anpassung ab. Ungenaue, zeitversetzte oder unvollständige Messungen können dazu führen, dass Abweichungen übersehen oder falsch interpretiert werden. Eine bedarfsgerechte Prozesskapazität durch qualitativ hochwertige Mess-, Prüf- und Kalibriersysteme zahlt sich langfristig aus.
Langfristig überwiegen die Vorteile einer gründlichen Qualitätssicherung die kurzfristigen Einsparungen. Mängel in der Qualitätssicherung, die zu Fehlern in der Serienproduktion führen, bergen erhebliche finanzielle und Reputationsrisiken. In der Softwareentwicklung hat sich das Test-Driven Development (TDD) zur Qualitätssicherung bewährt. Im Gegensatz zu Software, bei der ein Update möglich ist, sind Nachbesserungen bei physischen Produkten wesentlich aufwändiger. Zudem stößt der TDD-Ansatz bei eingebetteten Systemen aufgrund der engen Verzahnung mit der Hardware bisher an technische Grenzen. Auch wenn Emulatoren eine Testumgebung simulieren können, lassen sich entscheidende hardwareabhängige Aspekte wie Signalgenauigkeit und Timing nur auf realer Hardware zuverlässig testen (siehe Abbildung). Begrenzte Rechenleistung und Speicherplatz erschweren die TDD zusätzlich, da diese Tests oft mehr Ressourcen erfordern, als in solchen Systemen für die Produktionsversion zur Verfügung stehen.
Die Anforderungen an den Qualitätssicherungsprozess hängen von den Produktanforderungen und der Unternehmensstrategie ab. Eine langfristige Optimierung der Qualitätssicherung lohnt sich, wenn sie nachhaltig zur Verbesserung der Produktqualität und der betrieblichen Effizienz beiträgt. Für einfache Systeme, wie z.B. einen Temperatursensor, sind minimalistische Prüfmaßnahmen ausreichend, während komplexe Systeme, wie z.B. das Energiemanagement in einem Bagger, eine robuste Qualitätssicherung erfordern, die verschiedene Szenarien, Lastwechsel und Extrembedingungen abdeckt. Im Whitepaper definieren wir hierzu fünf Stufen der Kapazität.
Mit es:scope® erfolgt die Erfassung und Aufzeichnung ausgewählter Variablen in Echtzeit. Parameteranpassungen sind zur Laufzeit möglich. Dieser Ansatz kombiniert Messung, Validierung und Kalibrierung in einem Schritt, wodurch der Kalibrierungsprozess von Schleifen und Unterbrechungen befreit wird. Gleichzeitig ermöglicht die hohe Abtastrate eine präzise Überwachung aller Systemgrößen. Event-Trigger ermöglichen die Erfassung seltener oder kritischer Systemereignisse – für die Analyse von Anomalien und kritischen Systemzustände.
Mit es:scope® arbeiten wir kontinuierlich daran, die Qualitätssicherung eingebetteter Systeme weniger aufwendig zu gestalten. Mit höherer Prognostizierbarkeit, geringerem Risiko und bedarfsgerechter Kapazität.
Für einen technischen Einblick in die Funktionsweise des Software-Oszilloskops es:scope haben wir einen Artikel auf elektronik.net und in Ausgabe 15/16 des Elektronik-Magazins veröffentlicht. Dieser Artikel kann auch hier in unserem Beitrag „Interne Zustände von Embedded-Systemen messen“ gelesen werden.
Mit es:scope® erfolgt die Erfassung und Aufzeichnung ausgewählter Variablen in Echtzeit. Parameteranpassungen sind zur Laufzeit möglich. Dieser Ansatz kombiniert Messung, Validierung und Kalibrierung in einem Schritt, wodurch der Kalibrierungsprozess von Schleifen und Unterbrechungen befreit wird. Gleichzeitig ermöglicht die hohe Abtastrate eine präzise Überwachung aller Systemgrößen. Event-Trigger ermöglichen die Erfassung seltener oder kritischer Systemereignisse – für die Analyse von Anomalien und kritischen Systemzustände.
Mit es:scope® arbeiten wir kontinuierlich daran, die Qualitätssicherung eingebetteter Systeme weniger aufwendig zu gestalten. Mit höherer Prognostizierbarkeit, geringerem Risiko und bedarfsgerechter Kapazität.
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