Inside be quiet!

11.03.2015
Minőségbiztosítás a termékfejlesztés során

Hogyan biztosítjuk a minőséget saját Biztonsági Laborunk mérnökei által végzett tesztjeink segítségével?
Nem a mi stílusunk, hogy OEM platformokat vásároljunk, eszközöljünk néhány módosítást és bízzunk benne, hogy egy korrekt terméket kapunk. Ehelyett inkább, saját jól felszerelt irodánkban és helyszíni laboratóriumunkban, a multidiszciplináris elvek mentén dolgozó német mérnökcsapatunkkal új minőségi és tartóssági szabványokat állítunk fel prototípusaink első tesztelési szakaszában. Alapvető cékitűzésünk részeként szeretnénk minden érdeklődőnek megmutatni a be quiet! Biztonsági Laborját, amely mindeddig zárva volt a kívülállók számára.

A Kulisszatitkok aktuális fejezetében bemutatjuk, hogy milyen követelményeket kell teljesítenie egy tápegységnek, mielőtt kiérdemli a be quiet! márkanév viselését.

 

A tesztfolyamat

Minden egyes tápegységnek egy sor fontos teszten kell átesnie és számos biztonsági követelménynek kell megfelelnie, amelyet mi alapvetőnek – sztenderdnek – tartunk. A tesztek a következők:

  • Funkcionális teszt. A fejlesztési folyamat minden fázisában ellenőrizzük a tápegység összes paraméterét, hogy 100%-ban megbízható működést garantálhassunk.
  • Hőteszt. A tápegységet különböző környezeti viszonyok között teszteljük, hogy kiiktassuk a hibákat és biztosítsuk, hogy adott körülmények között is kifogástalanul üzemeljen.
  • EMC teszt. Igazoljuk, hogy a tápegység semmiféle elektormos vagy elektromágneses hatást nem gyakorol egyéb eszközökre.
  • Biztonsági felülvizsgálat. Így bizonyosodunk meg róla, hogy a tápegység megfelel minden releváns biztonsági előírásnak és követelménynek.
  • MTBF (Meghibásodások közötti átlagidő). A tápegység minden egyes komponensét átfogó stressztesztnek vetjük alá az eredmény pedig az MBTF kalkuláció. Ez a teszt biztosítja a tartósságot és az alacsony visszáru-arányt.
  • Megvalósíthatósági igazolás. A gyár technikai szinten is igazolja, hogy a koncepció ténylegesen megvalósítható és legyártható az adott árszinten. A gyártási folyamatnak kivitelezhetőnek kell lennie.
  • FMEA (Hibák és hatáselemzés). Ez a vizsgálat egy olyan minőségellenőrzésnek felel meg, amely meghatározza, hogy vannak-e olyan elemek a termékben, amelyek egy későbbi szakaszban problémákhoz vezethetnek (az összetevők rossz vagy kedvezőtlen elrendezése, hibás tervezés stb.).
  • CPK (Folyamatadottsági nyező) Szimulációk alapján megbecsüljük az időt, ami egy tápegyság legyártáshoz szükséges. Kiszámoljuk, hogy az egyes lépések nagyjából mennyi időt vesznek igénybe úgy, hogy az egész folyamat simán és hatékonyan megy. A folyamatnak hibátlanul kell működnie.
  • OATY (Összkapacitás teszt) Ez egy gyártási szakkifejezés. Ezzel a teszttel szimulációk segítségével megbecsüljük, hogy mekkora mennyiségre számíthatunk havonta, vagy naponta mekkora terhelést bír el a gyártósor. A teszt célja a gyártósor kapacitásának és kihozatalának megállapítása.
  • Hi-Pot teszt. A nagyfeszültségű vizsgálatot az elektrotechnika minden területén alkalmazzák az elektromos készülékek és elektromos berendezések szigetelési ellenállásának biztosítására.
  • Rezonancia teszt. Megvizsgáljuk, hogy a tápegység milyen jól kezeli a rezgéseket a normál tartományban.
  • HALT (Gyorsított élettartam teszt) Ez egy kvalitatív teszteljárás, amelynek során az elektronikai és elektomechanikus egységeket gyors elhasználódásnak tesszük ki, hogy feltárjuk a sérülékenységeket és tervezési hibákat.

Ezen kívül a következő teszteket vezettük be a gyártóinkkal:

  • Termográf teszt. Maximális terelés mellett (100%-os kihasználtság 40 fok Celsius hőmérsékleten) hőtérképet készítünk a potenciális hőgócok azonosításához, hogy a fejlsztés során kiküszöbölhessük őket.
  • Hosszú távú hőteszt. A teszt során egy vagy két hónapos időtartamban túlterheljük a tápegységet 40 fok Celsius környezeti hőmérséklet mellett, hogy lássuk, bírja-e.
  • Kompatibilitási teszt. Természetesen egy tápegységnek magas kompatibilitással kell rendelkeznie a modern rendszerekkel és hardverekkel. Ezt széleskörűen viszgáljuk egy sor komponenssel, hogy a termékeink jövő-állóak legyenek.
  • On/off ciklus. A tápegységet több ezer alkalommal kapcsoljuk ki és be teljes terhelés alatt. A teszt lényege, hogy bizonyítsuk, ez nem okoz károsodást a tápegységben vagy bármely komponensében.
  • Manuális teszt. Az automatizált Chroma teszteken felül (lásd lentebb) manuális teszteket is végrehajtunk, hogy felmérjük a tápegység viselkedését különböző terhelési szinteken. A tesztek egyik célja, hogy megbecsüljük a lehülési görbéket eltérő terhelés mellett (0%-tól, 10%-tól, 20%-tól egészen 100%-ig)
  • Mechanikai teszt. Itt hajtjuk végre például az esés tesztet. A tápegységnek ki kell bírnia sérülés nélkül adott magasságból történő esést. A festés ellenállóságát is itt vizsgáljuk hegyes eszközökkel kivitelezett mechanikai behatásokkal szemben.
  • Chroma tesztelés (ATE). Egy sor tesztet végzünk a fejlesztés különböző fázisaiban a Croma gépekkel.

Magasabb szintű tesztek

Noha a fenti sztenderd teszteljárások már garantálják a termék biztonságosságát, a szabályozásoknak való megfelelést és a jó teljesítmény egy szintjét, nekünk ez nem elég. Hogy biztosítsuk a termékminőségre vonatkozó magas elvárásaink érvényesülését, a stabilitást és a kompatibilitást, további lépéseket vezettünk be.

A legérdekesebbeket alább mutatjuk be. Az egyes tesztfolyamatok eredményei megfelelhetnek több, fent bemutatott módszerrel végzett teszt eredményeinek.

 

Komponenskiválasztás tartósság alapján

Az ATE-val (Automatikus Tesztberendezés) végzett teszt során minden komponenst hőkamrában vizsgálunk alkalmassági és tartóssági szempontok alapján. Ez nem csak azt jelenti, hogy a komponenseknek meg kell felelniük meghatározott technikai paramétereknek, de kedvezőtlen körülmények között is ki kell tartaniuk.

A komponensek valóban annyira funkcinálisak, hogy határértéken is nulla hiba lép fel? Ezt kell szimulálni, hogy a platform minősége garantálható, a komponensek elhelyezése pedig tervezhető legyen.

A kézi funkcionális és terhelésteszt során még részletesebb vizsgálatokat folytatunk: az egyes alkatrészek valóban azt tudják, amit az adatlap és a gyártó ígért? Ezeket a teszteket minden egyes alkatrésznek teljesíteni kell, mivel a “leggyengébb” alkatrészre alapozzuk a minimális élettartamot egy lehetséges hiba bekövetkezte előtt, a meghibásodások közötti átlagidő meghatározásához (MTBF).


Hőmérséklet és klíma – és brutális hőtesztek

A különböző hőmérsékleti és klímaviszonyok (például páratartalom) nagyon fontos szerepet játszanak a korai tesztek során. A környezeti és stressz-teszteken extrém körülményeket teremtünk, a tápegységeket pedig tartóssági szempontok alapján vizsgáljuk.

Azt is ellenőrizzük, hogy a kialakítás megfelelő-e minden földrajzi régióban, illetve a szállítás és tárolás során esetlegesen előadódó környezeti tényezőket. Például a hajszálrepedések lehetőségét, nem megfelelően méretezett komponenseket, vagy hibás összeköttetéseket lehet kiszűrni, javítani vagy kiküszöbülni ezen a ponton.

A következő teszteljárást az “égetőnek” hívjuk, a szó minden lehetséges értelmében. Az égés-teszt során hosszantartó extrém hőmérsékletnek tesszük ki a tápegységet teljes terhelés alatt. Minden tápnak bizonyítania kell durva körülmények között is. A kialakítás és konstrukció csak akkor tekinthető elég jónak ahhoz, hogy egy számítógépben kielégítő hatékonysággal működjön akár nem optimális körülmények között is, ha meghibásodás nélkül átment ezen a teszten.

A HALT teszt (Gyorsított élettartam teszt) egy speciális stressz-teszt eljárás, ami segít növelni a termékbiztonságot a fejlesztés során. A HALT során a rezonanciának való ellenállást is vizsgáljuk. Fontos, hogy a tápegység ellenálljon a szállítás során fellépő rázkódásnak.


Sugárzásvédelem, EMC és elektrosztatikus hatásvizsgálatok

Az EMC (Elektromágnesen kompatibilitás) teszten egyrészt az elektromágneses interferenciára való érzékenységet, másrészt az elektromágneses kibocsájtást viszgáljuk, mindkét esetben kébelezve és kábelezés nélkül is. Minden tápegységünknek hiba nélkül kell teljesítenie a tesztet, hogy bizonyítottan ellenállóak legyenek a külső behátsoknak.

A következő tesztek a nehezebben kontrollálhatóak közé tartoznak, alapvetően a működési és felhasználói biztonság felügyeletét szolgálják.

Az ESD (elektrosztatikus kisülés) teszt értelemszerűen elektromos kisülést szimulál, ami egy hirtelen, rövid ideig tartó áramátvitel két, különböző elektromos potenciállal bíró elem között. Legrosszabb esetben ez a tápegység teljes meghibásodásához vezet. A tesztet 8000 volt föltött végezzük.

Az EFT (gyors elektromos tranziens) teszt a csúcsértékeket szimulálja a bejövő AC oldalon, ami például az induktív terhelés 40 amper fölötti kikapcsoláskor fordulhat elő. A túlfeszültség elleni teszt zárja a vizsgálatok ezen szakaszát.


Hűtés és zajszint – irtó sokat kell optimalizálni

A légáramlás és nyomás teszt során az optimális légáramlást vizsgáljuk, különös tekintettel a levegő áramlásának tervezésére. Ez a teszt lehetővé teszi a turbulencia és levegő megrekedésének észlelését, ami negítvan befolyásolja a hűtést és a zajszintet, valamint ezek minimalizálását vagy teljes kiiktatását.


Ventilátor, ventilátorvezérlés és az igazi be quiet! érzés

Vállalati filozófiánk sarokköve, hogy tápegységeink a működési tartomány teljes spektrumában folyamatosan és a lehető legkisebb zajszint mellett üzemeljenek. Ezért különösen fontos, hogy valódi, hitelesített visszhangmentes szobában dolgozzunk. (Lásd: Kulisszatitkok: a Straight Power 10 története).

Önmagában a ventilátor ívének optimalizálása különböző terhelési szinteken egy hosszú folyamat – amit mi magasabb hőmérsékleten végzünk, mint ami normális körülmények között a felhasználó otthonában vagy irodájában előfordulhat. Függetlenül attól, hogy az újonnan kifejlesztett ventilátor folyamatos működését rendkívül alacsony fordulatszámon (200 rpm), vagy a komponensek szuverén hűtését vizsgáljuk teljes terhelés alatt, célunk a tervezés első pillanatától világos: minden létező kategóriában a lehető legcsendesebb tápegységet megalkotni. Az új PSU kialakításának tényleges fejlesztési és tesztelési fázisa általában több mint hat hónapig tart. Ha bármi technikai változtatást hajtunk végre, az egész tesztfolyamatot kezdjük elölről. Az sem elhanyagolható, hogy nem csak megbízunk embereket, hogy végezzék el az általunk kért teszteket: mindig jelen van a saját szakértőnk, hogy végrehajtsa a teszteket vagy támogassa a folyamtot. A korábbi tapasztalatok azt mutatták, ez az egyetlen módja, hogy biztosítsuk a termékminőséggel szemben támasztott elvárásaink érvényesülését.


Átfogó rendszer és kompatibiliási tesztek

Tetemes mennyiségű időt és pénzt fektetünk abba, hogy a tápegységeink ténylegesen megfeleljenek a legszigorúbb vásárlóink igényeinek is. Például minden helyszínen megfelelő tesztrendszereket telepítettünk. Ezek nem csak a glinde-i központban és a tajvani irodában vannak jelen, de a tajvani és kínai beszállítóinknál is. Ez teszi lehetővé, hogy minden esetben biztosítsuk a tápegységek és a kapcsolódó komponensek széleskörű kompatibilitását. Nem csak azt vizsgáljuk, hogy a tápegységeink együttműködnek-e a jelenlegi és várható grafikus kártyákkal, processzorokkal és alaplapokkal, de garantáljuk, hogy probléma nélkül működjenek akár teljesen új követelményeknek megfelelően is – például új energiahatékonysági szabványok mentén.

Chroma tesztek
Annak érdekében, hogy a termékfejlesztés minden fázisában kimerítően elemezzük és ellenőrizzük a tápegységeket, Chroma állomásokat használunk. Ezek a teszteszközök nem olcsóak, de elengedhetetlenek a tökéletes tápegység megalkotásához. Nem csak hagyományos tesztprogramokat futtatunk, de saját eljásárokat dolgozunk ki, amelyek 300 egyedi tesztet is magukba foglalnak. A gyártási folyamat során a részletes és pontos Chroma értékek megállapítására csak Németországban három ilyen gépünk van. A tajvani iroda és a beszállítóink is rendelkeznek Chromával a további tesztekhez.

 

Termékbiztonság
A termékbiztonság témaköre kiemelt jelentőségű számunkra, amelyet mérnökeink biztosítanak. Ezért van minden egyes tápegységünk a legmodernebb védelmi mechanizmusokkal ellátva, mint az OCP (túláram elleni védelem), OVP (túlfeszültség elleni védelem), az UVP (alacsony feszültség elleni védelem), SCP (rövidzárlat elleni védelem), OTP (túlmelegedés elleni védelem) és OPP (túlterhelés elleni védelem). Ismét hangsúlyozzuk, hogy nem kizárólag az alapértelmezett sztenderdekre hagyatkozunk, de egyénileg saját magunk is hozzáigazítjuk a tápegységek védelmi mechanizmusainak határértékeit a célközönségünk igényeihez. Ez teszi lehetővé, hogy maximális biztonságot garantáljunk. Biztosítjuk, hogy a tápegységeink ne kapcsoljanak ki idő előtt vagy túl későn az aktuális hardverkörnyezetben, valamint hogy optimálisan reagáljanak minden szituációban, ami maximális kompatibilitást és biztonságot jelent. Ezeket a határértékeket a teszteljárás minden fázisában ellenőrizzük és igazítjuk.


Végül

Tápegységeink számos állomáson mennek keresztül a fejlesztési folyamat során, amelyekre magunk között A, B és C tesztekként hivatkozunk. A tápegység specifikációjának minden pontját manuálisan ellenőrizzük minden fázisban a saját testreszabott ellenőrző listánk alapján, hogy biztosítsuk, az összes paraméternek megfelelnek. Csak a tesztek és a valós, számítógépekben történő hosszabbtávú vizsgálatok után áll készen a tápegység a tömeggyártásra és értékesítésre. Ezzel pedig el is érkeztünk a Kulisszatitkok következő fejezetéhez, amely érdekfeszítő fotótörténetként kerül bemutatásra.