Inside be quiet!

11.03.2015
Контроль качества при разработке продукта

Как наши инженеры из отдела разработки и диагностики Safety Lab контролируют качество продукции
Не в наших правилах приобретать готовую платформу, модифицировать её и надеяться, что из неё получится достойный конечный продукт. В нашем собственном, хорошо оборудованном офисе и собственной лаборатории, а также с немецкими инженерами из различных специализированных отраслей мы уже устанавливали новые стандарты в реализации качества продуктов и их долговечности в ходе первой фазы тестирования наших прототипов. Поскольку нам нечего скрывать, мы хотим предложить всем заинтересованным сторонам ознакомиться с особенностями Safety Lab и показать то, что обычно до сих пор было скрыто от посторонних глаз.

В этой статье “INSIDE be quiet!” мы покажем вам, какие испытания должен пройти блок питания на начальных стадиях до того, как он заслужит имя be quiet!.


Наши тестовые процедуры

Следующий перечень показывает самые важные моменты обязательных испытаний, которым подвергаются наши блоки и требования безопасности, которые должны быть соблюдены:

  • Функциональный тест. На различных этапах разработки мы проверяем все параметры блока питания, чтобы в любой момент иметь 100%-ую уверенность в надежности работы.
  • Температурный тест. Блок питания проходит испытания в различных температурных условиях для проверки безупречности его работы в этих состояниях.
  • Испытание ЭМС. Мы проверяем отсутствие какого-либо влияния со стороны наших блоков питания на другие приборы по причине нежелательных электрических или электромагнитных эффектов.
  • Безопасность. Здесь мы проверяем, соответствуют ли наши блоки питания всем критериям безопасности.
  • MTBF (среднее время между отказами). Все компоненты блока питания тестируются в ряде тяжелых испытаний отдельно, вследствие этих результатов рассчитывается MTBF. Это испытание гарантирует долговечность и низкий уровень возвратов.
  • Проверка осуществимости проекта. Завод проверяет техническую возможность выполнения нашего проекта и стоимость его в производстве.
  • FMEA (Режим отказов и анализ воздействия). Этот тест соответствует контролю качества и определяет наличие в продукте элементов, которые могут привести к проблемам на более поздних стадиях (неправильное или нежелательное размещение компонентов, ошибки разработки платы).
  • CPK (Индекс возможных процессов). Опираясь на моделирование оценок времени, мы рассчитываем необходимое для производства одного блока питания время в каждом определённом случае. Мы так же оцениваем, сколько времени требуется на каждом этапе, пока весь процесс не начинает происходить гладко и продуктивно. Этот процесс должен быть хорошо отлажен.
  • OATY (Общий процент годной продукции на выходе). Этот термин используется в производстве. В нем мы оцениваем, какое максимальное количество продукции может быть произведено за месяц, или сколько моделей продукта может быть проверено за день. Этот процесс направлен на выяснение максимальной нагрузочной способности производственной линии.
  • Hi-Pot Test. Испытание высоким напряжением используется в отделах электрических компонентов, чтобы убедиться в изоляционном сопротивлении электрооборудования.
  • Испытание на вибрации. В нем мы проверяем, насколько хорошо блок питания справляется с различными видами вибраций в пределах нормы.
  • HALT тест: Тест на износостойкость. Является тяжёлым испытанием, направленным подвергнуть электронные и электромеханические элементы процессу ускоренного старения для обнаружения уязвимостей и ошибок проектирования.

Кроме того, мы уговорили наших производителей добавить следующие тесты:

  • Термографический тест. Мы получаем тепловой отпечаток элементов устройства при максимальной нагрузке (100% нагрузка при окружающей температуре 40 градусов Цельсия), таким образом выявляя и устраняя потенциально горячие участки в процессе разработки.
  • Длительная нагрузка. : Для этого испытания мы перегружаем блок питания при окружающей температуре 40 градусов Цельсия в течении от месяца до двух, чтобы проверить, приведет ли это к поломке устройства.
  • Тест совместимости. Естественно, блок питания должен иметь высокую совместимость с современными системами и оборудованием. Это тщательно проверяется в наших лабораториях, чтобы убедиться, что наши продукты перспективные.
  • Испытания циклов Включения/Выключения: Блок питания снова и снова включается и выключается под полной нагрузкой. Этот тест позволяет нам быть уверенными, что эти нагрузки не вредят блоку питания или его компонентам.
  • Ручной режим: Кроме автоматизированных испытаний на стенде Chroma, мы также осуществляем контроль в ручном режиме, чтобы оценить поведение блока питания под различными нагрузками. Одним из тестов является оценка кривых системы охлаждения под различными нагрузками.
  • Механические тесты: Эти тесты включают «падение», в котором блок питания должен выдержать падение с заданной высоты без повреждений. Кроме того, механическая устойчивость покраски проверяется использованием острых инструментов. Другой тест позволяет быть уверенными в том, что отдельны компоненты не оторвутся внутри и, наконец, жгуты проводов и разъемов тоже подвергаются испытаниям.
  • Тестирование на станции Chroma (ATК): Ряд тестов проводится с помощью автоматической станции Chroma на протяжении различных фаз разработки.

Тестирование высшего уровня
Хотя эти «стандартные» тесты и должны гарантировать безопасность продукта и соответствие всем регламентам, для нас этого недостаточно. Мы уже определились, что для нас эти испытания недостаточны, чтобы соответствовать нашим высоким стандартам качества продукции, стабильности и совместимости. Поэтому мы внедрили еще несколько дополнительных тестов.

Наиболее интересные испытания приведены ниже. Результаты отдельных этапов испытаний могут соответствовать многочисленным тестам из списка выше.


Выбор наиболее долговечных компонентов

Во время теста АТК (Автоматического тестирования компонентов) в термокамере, все компоненты сначала проверяются на пригодность и долговечность. Это означает, что компоненты не только должны соответствовать определенным техническим параметрам, но и выдерживать работу в тяжёлых условиях.

Настолько ли идеально функционируют компоненты, что исключены сбои в предельных условиях? Это можно и нужно смоделировать для того, чтобы гарантировать качество платформы и расположение её компонентов.

Во время тестирования в ручном режиме и стрессовых испытаниях, мы ещё детальнее изучаем вопросы: действительно ли используются именно те определённые компоненты, что обещает сборщик и соответствуют ли они заявленным изготовителем спецификациям? Этот тест должны выдерживать по отдельности все компоненты до тех пор, пока мы не найдём «слабое звено» и не установим минимальное время работы до возможного отказа оборудования - MTBF (Mean Time Between Failures).


Температурные и климатические изменения, а также безжалостный перегрев

Различные температурные и климатические условия (например, влажность) играют очень важную роль на ранних этапах тестирования. В тестах, связанных с окружающей средой и ударных испытаниях, чрезвычайные ситуации моделируются и перепроверяются для надёжности.

Мы также проверяем пригодность для всех возможных географических регионов и экологических факторов, которые могут встретиться во время транспортировки и хранения. Такие вещи, как возможные микротрещины, неподходящие размеры компонентов и ошибочные соединения могут быть обнаружены ещё на начальной стадии и, после изучения проблемы, быть исправлены или предотвращены.

Следующим тестом является «горелка» в прямом смысле этого слова. Так называемый «тест-прожиг» подвергает блок питания длительному воздействию экстремальных температур при полной нагрузке, испытывая его сверхтяжёлыми условиями. Далее, если этот тест пройден без сбоев, конструкция может быть признана достаточно хорошей, чтобы уверенно работать в компьютере, даже при далеко не оптимальных условиях.

HALT-тест (Многократно ускоренное старение оборудования) - это специальная методика стрессового тестирования, которая позволяет контролировать безопасность продукта еще на этапе разработки. Также испытания HALT определяют устойчивость к вибрациям, что важно для колебаний, которые могут случиться во время транспортировки.


Радиационная безопасность, ЭМС и электростатические воздействия

В ходе испытаний ЭМС (электромагнитная совместимость) мы разделяем тестирование чувствительности к электромагнитным помехам и тестирование создания электромагнитных помех, как для обычных, так и для модульных кабелей. Наши блоки питания должны проходить все тесты без сбоев, чтобы доказать свою устойчивость к внешним помехам.

Следующие тесты, которые служат для мониторинга работы и безопасности пользователя, контролировать гораздо сложнее.

ESD-тест (Electrostatic Discharge) имитирует электростатический разряд. Это внезапный короткий электрический ток между двумя объектами с различным электрическим потенциалом. В худшем случае, это приводит к выходу из строя блока питания. Мы проверяем до 8,000V.

EFT-тест (Electrical Fast Transient) имитирует пики, которые возникают, например, при выключении индуктивных нагрузок вплоть до 40А. Испытание на устойчивость к перегрузкам завершает этот пакет тестов.


Охлаждение и уровень шума – здесь есть что оптимизировать

Во время тестов на воздушный поток и давление воздуха мы проверяем оптимальную циркуляцию упорядоченного воздушного потока. Дополнительно, этот тест позволяет обнаружить, предотвратить или минимизировать турбулентность или преграды, которые в дальнейшем могут негативно повлиять на уровень шума.


Вентилятор, контроллер вентилятора и настоящее ощущение тишины

Работа блоков питания каждого сегмента мощности с минимальным рабочим шумом является важным краеугольным камнем нашей корпоративной философии. Вот почему для нас работа в сертифицированной безэховой камере настолько важна (смотрите: Как появился блок питания Straight Power 10).

Оптимизация кривых работы вентилятора для множества различных нагрузок является длительным процессом, который имеет место при более высоких температурах, встречающихся, как правило, в домах пользователей. Идёт ли речь о стабильной работе нового модифицированного вентилятора при экстремально низких скоростях (200 оборотов в минуту) или о мощном охлаждении компонентов под увеличенной нагрузкой – цель ясна: мы начинаем со второго варианта, и наше внимание сосредоточено на разработке наиболее тихого блока питания в каждом классе. Фаза реальной разработки и тестирования обычно длится более шести месяцев. Если были внесены какие либо технические изменения, мы должны повторить все тесты. Для нас также важно не допустить проведение наших тестов посторонними людьми: только наши профессионалы могут выполнять или сопровождать все испытания. Исходя из прошлого опыта, мы решили, что только так мы можем гарантировать наши высокие стандарты качества продукции.

Ещё одной важной особенностью является то, что мы никогда не позволяем нашим блокам питания работать на пределе своих возможностей. Например, во время тестирования электромагнитной совместимости (ЭМС) становится ясно, что работа наших продуктов гораздо ниже предельно допустимых границ. Усилия и стоимость таким образом значительно возрастают, но это позволяет нам гарантировать, что наши блоки питания соответствуют всем стандартам и нормам.


Комплексная система и тесты на совместимость

Мы вкладываем много времени и средств в то, чтобы наши блоки питания действительно соответствовали самым строгим требованиям. Например, мы внедряем соответствующее тестовое оборудование во всех наших представительствах. Не только в центральном офисе в Глинде и тайваньском офисе, но также и у наших поставщиков в Тайване и Китае. Это позволяет нам проверять на совместимость компьютерные комплектующие с нашими блоками питания в любую минуту. Мы не только тестируем, работают ли наши блоки питания с актуальными и ожидаемыми графическими картами, процессорами и материнскими платами, но мы также обеспечиваем мгновенную проверку при совершенно новых требованиях, возникающих, например, с новыми энергосберегающими функциями.

Испытания на станциях Chroma
Для того, чтобы иметь возможность тщательно анализировать и проверять наши блоки питания на протяжении всех фаз разработки продукта, мы используем станцию Chroma. Эти испытательные устройства дорогие, но необходимые для разработки идеальных блоков питания. Мы не только используем привычные методики, но и пишем собственные программы, включающие до 300 отдельных тестов. Для точного и подробного определения результатов мы используем Chroma в течение всей производственной фазы, только в Германии мы имеем три таких станции. Тайванский офис и наши поставщики тоже имеют Chroma, проводя дополнительные испытания.

Безопасность продукции
Тема «безопасности продукции» является для нас очень важной и детально обсуждается. Именно поэтому каждый наш блок питания оснащён всеми современными защитными схемами, включая OCP (защита от превышения по току), OVP (защита от превышения напряжения), UVP (защита от пониженного напряжения), SCP (защита от короткого замыкания), OTP (защита от перегрева) и OPP (защита от превышения по мощности). Опять же, мы не просто полагаемся на принятые нормы безопасности, но индивидуально настраиваем ограничения защитных схем для целевой аудитории наших блоков питания. Это позволяет нам обеспечивать максимальную безопасность. Это также позволяет нам быть уверенными в том, что блоки питания не выключатся слишком рано или слишком поздно при использовании с современным аппаратным обеспечением, а реагируют оптимально в любой ситуации. Эти ограничения проверяются и настраиваются на каждой фазе испытаний.


В итоге

Наши блоки питания проходят несколько этапов в фазе их разработки, которые мы для себя называем А, B и C-тестированием. Во время каждой фазы все спецификации блока питания еще раз проверяются вручную согласно контрольному списку для соответствия всем параметрам. Только после всех этих испытаний и длительного использования в реальных условиях в ПК системах, блок питания готов к серийному производству и в дальнейшем к продажам. Этим мы уже даём возможность вам заглянуть в следующую часть “be quiet! INSIDE”, которая будет опубликована в виде интересного фото рассказа.