مهندس اختبار

📅 آخر تحديث: ٢٢ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٢ يوليو ٢٠٢٦
الموسوعة الحرة

مهندس الاختبار هو متخصص يحدد كيفية إنشاء عملية اختبار مثالية لمنتج معين في مجال التصنيع والتخصصات ذات الصلة، لضمان مطابقة المنتج للمواصفات المطلوبة . كما يُعد مهندسو الاختبار مسؤولين عن تحديد أفضل طريقة لإجراء الاختبار لتحقيق تغطية شاملة . وغالبًا ما يعملون أيضًا كحلقة وصل بين أقسام التصنيع ، وهندسة التصميم ، وهندسة المبيعات ، والتسويق .

خبرات مهندس الاختبار

قد يمتلك مهندسو الاختبار خبرات متنوعة، وذلك بحسب عملية الاختبار التي يتقنونها (مع أن العديد منهم على دراية تامة بعمليات مستوى لوحة الدوائر المطبوعة مثل ICT و JTAG و AXI ) وصولاً إلى عمليات مستوى لوحة الدوائر المطبوعة المجمعة (PCBA ) والنظام ككل، مثل اختبار وظائف اللوحة ( BFT أو FT ) واختبار التحمل واختبار مستوى النظام ( ST ). ومن العمليات المستخدمة في التصنيع [ 1 ] والتي تتطلب وجود مهندس اختبار:

المشاركة المبكرة في المشروع منذ مرحلة التصميم

من الناحية المثالية، يبدأ دور مهندس الاختبار في المنتج منذ المراحل الأولى لعملية التصميم الهندسي ، أي مرحلة هندسة المتطلبات ومرحلة هندسة التصميم . وبحسب ثقافة الشركة، قد تشمل هذه المراحل المبكرة وثيقة متطلبات المنتج (PRD) ووثيقة متطلبات التسويق (MRD)، وهما من أوائل الأعمال التي تُنجز خلال إطلاق منتج جديد (NPI) .

من خلال العمل مع فريق تطوير المنتجات الجديدة أو كجزء منه ، يضمن مهندس الاختبار تصميم المنتج بحيث يكون قابلاً للاختبار والتصنيع على حد سواء. بعبارة أخرى، يضمن سهولة اختبار المنتج وتصنيعه.

فيما يلي بعض القواعد العامة لضمان إمكانية اختبار المنتج وتصنيعه:

  • يضمن التأكد من صحة مواصفات الملصقات وموضعها على المنتج إمكانية تتبعه وبرمجته. ويؤدي تطبيق مواصفات ملصقات دقيقة إلى برمجة المعلومات الصحيحة في الوحدة قيد الاختبار (UUT) . ولتحقيق ذلك، يحرص مهندسو الاختبار على أن تكون جميع الملصقات في مواقعها الصحيحة وقابلة للقراءة والمسح الضوئي ، مما يُغني عن إدخال المعلومات يدويًا في الوحدة. كما يُسهم وضع رموز التعريف تلقائيًا في القطعة أثناء الاختبار وإتاحتها للتحقق في مراحل المعالجة اللاحقة في تقليل هذه الأخطاء. في المقابل، قد يُؤدي الإدخال اليدوي إلى مشاكل تتعلق ببرمجة معلومات غير دقيقة نتيجةً لأخطاء بشرية. كذلك، في غياب مدخلات مهندسي الاختبار خلال مرحلة تصميم وثيقة متطلبات المنتج (PRD)، قد يضع مهندس الأجهزة المسؤول عن تصميم طباعة الشاشة الحريرية للوحة الدوائر المطبوعة (PCB) هذه الملصقات أسفل لوحة قابلة للتوصيل، مما يجعلها عديمة الفائدة لاحقًا (على سبيل المثال، في تصميم اللوحة الأم/اللوحة الفرعية، وكذلك في اللوحة التي تحتوي على وحدة قابلة للتوصيل، سيكون الملصق مرئيًا على اللوحة الرئيسية بمفرده، ولكنه سيُحجب بواسطة اللوحات الأخرى التي يجب دمجها). غالبًا ما تُذكر هذه المعلومات في كل من وثيقة متطلبات المنتج (PRD) ووثيقة متطلبات التصنيع (MRD).
  • يضمن هذا الإجراء إمكانية الوصول إلى جميع المكونات اللازمة لاختبار وتصحيح وحدة الاختبار، بما في ذلك منفذ وحدة التحكم/المنفذ التسلسلي، بدءًا من المراحل الأولى لعملية التصنيع وحتى المرحلة الأخيرة، والتي غالبًا ما تكون عملية التدقيق/ضمان الجودة النهائية . ويشمل ذلك أيضًا ضمان توفر هذه المكونات حتى بعد إعادة الوحدات من قبل العملاء لتشخيص الأعطال أو إصلاحها. باتباع هذه الإرشادات، سيتجنب الفريق فتح وحدة الاختبار دون داعٍ للوصول إلى هذه المكونات، مما قد يؤدي إلى حدوث أخطاء في الوحدة (مثل فصل بعض المكثفات أو المقاومات عند فتح/سحب الغطاء، أو سقوط الأداة داخل لوحة الدوائر المطبوعة بعد الفتح، أو نسيان إعادة توصيل بعض الكابلات قبل إغلاق الوحدة لاستكمال عملية التصنيع، إلخ).
  • التأكد من إضافة جميع المكونات اللازمة لاختبار الوحدة إلى مصفوفة تكلفة المنتج النهائي. قد تشمل هذه المكونات رقائق UART/RS232 للتواصل مع الوحدة قيد الاختبار، ومنافذ إيثرنت لتحديث البرامج الثابتة ، وموصلات JTAG ، وما إلى ذلك.
  • تحديد عملية اختبار التصنيع المطلوبة بناءً على تعريف المنتج.
  • التحقق من كفاية معدات الاختبار المتوفرة حاليًا لاختبار التصميم المقترح. في حال الحاجة إلى معدات جديدة، يجب مراعاة الجوانب المالية وتوفير وقت كافٍ لتركيبها والتحقق من صحتها. كما قد تتطلب معدات الاختبار الجديدة تدريبًا لمشغليها ومشرفيها.

باتباع القواعد العامة المذكورة أعلاه، يقلل مهندسو الاختبار من المفاجآت المستقبلية (مثل إضافة مكونات إضافية، وإعادة تصميم اللوحات، وما إلى ذلك) مما يؤدي إلى زيادة التكاليف وتأخيرات تطوير المنتج النهائي.

العمل مع فرق متعددة المنصات، وفريق الأجهزة والبرامج

يلجأ الكثيرون إلى اختصارات لتسليم المنتجات النهائية. وبسبب هذه الاختصارات، تتعقد عملية تصنيع المنتج واختباره (كعدم القدرة على قراءة المعلومات وكتابتها، مما يؤدي إلى انحرافات عن العملية، إلخ)، الأمر الذي يؤثر على تعقيد عملية التصنيع. ونتيجةً لهذا التعقيد، تنشأ اختناقات في عملية التصنيع وتأخيرات في جداول التسليم.

وبناءً على ذلك، يشارك مهندسو الاختبار دائمًا في المراجعات التالية أيضًا:

  • مراجعة المخططات - للتأكد من إمكانية الوصول إلى جميع المكونات ومسارات البيانات/الكهرباء واختبارها
  • مراجعة تصميم اللوحة - للتأكد من سهولة الوصول إلى جميع الملصقات والمكونات. لا توجد مكونات بالقرب من الحواف أو الأغطية أو الأجزاء المتحركة، وما إلى ذلك، مما قد يزيد من احتمالية سقوط المكونات من اللوحة.
  • مراجعة المواصفات الكهربائية - للتأكد من قدرتنا على توصيل الطاقة اللازمة إلى اللوحة باستخدام أي جهاز مطلوب في أي من مراحل العملية (يجب التأكد من قدرة جهاز ICT على توفير الطاقة المناسبة للوحة دون الحاجة إلى مصادر طاقة خارجية، ويمكن لغرفة الاحتراق وغرفة ESS توفير الجهد والتيار المطلوبين لعدد من الأجهزة في نفس الوقت دون تعديل مواصفات الغرف بحيث يمكن مزجها مع منتجات أخرى).
  • مراجعة مواصفات التشخيص - للتأكد من اتباع تنسيقات مخرجات الأوامر لتبسيط أي أدوات أتمتة اختبار سيتم تطويرها. وكذلك للتأكد من توفر الأوامر نفسها لاختبار جميع المكونات.

صيانة العائد

يلعب إنتاج المنتجات دورًا بالغ الأهمية خلال دورة حياتها. [ 2 ] عادةً ما يمر المنتج بثلاث مراحل: الهندسة ، والإنتاج الأولي ، والإنتاج الكامل .

  • في المراحل المبكرة من الهندسة، يتذبذب إنتاج التصنيع بشكل كبير. وتخضع عملية التصنيع للتصحيح والتحسين. ويعمل مهندسو المسابك عادةً مع المصانع لزيادة إنتاجية المنتج. وتضع معظم الشركات أهدافًا محددة للإنتاجية لكل عملية لتحقيق الإنتاجية المتوقعة.
  • بمجرد استقرار إنتاجية المنتج، والتي عادةً ما تصل إلى 80%، يصبح مهندس الاختبار مسؤولاً عن تطوير المنتج من المراحل الهندسية إلى مراحل الإنتاج الأولية. خلال هذه الفترة، يراقب مهندس الاختبار إنتاجية المنتج لفترة زمنية محددة، ويُعدّل حدود برنامج الاختبار، بل ويتعاون مع مهندس المسبك لتحسين الإنتاجية بشكل أكبر.
  • بمجرد أن تتجاوز نسبة الإنتاج 90%، يمكن لمهندس الاختبار تشغيل الإنتاج الكامل لهذا المنتج، وسيستمر في مراقبة وتحسين نسبة الإنتاج.

بالإضافة إلى ذلك، تُظهر النتائج ما إذا كانت هناك حاجة إلى إدخال عملية أخرى (على سبيل المثال، لأن العمليات المستخدمة حاليًا لا تستطيع رصد بعض أخطاء الاختبار). كما تُساعد النتائج في تحديد إمكانية تقليص عملية اختبار حالية (خطوة بخطوة أو زمنيًا) أو حتى إلغائها. على سبيل المثال، إذا أمكن رصد أخطاء نظام ESS خلال الساعة الثالثة، يُمكن تقليص وقت الاختبار من 24 ساعة إلى 4 ساعات تقريبًا. أو إذا حققت عملية ما نسبة نجاح 100% باستمرار على مدار 15 شهرًا، يُمكن للفرق الاجتماع واتخاذ قرار بإلغاء تلك العملية نهائيًا.

أتمتة الاختبار

يشير مصطلح أتمتة الاختبار إلى أتمتة عملية اختبار منتج ما باستخدام الآلات. وبحسب نوع المنتج، قد تشمل هذه الآلات مجموعة من معدات الاختبار الآلية (ATE) ، ووحدة المعالجة، ولوحة الربط، وبرنامج الاختبار الذي يُشغّل معدات الاختبار الآلية، كما هو الحال في اختبار رقائق الدوائر المتكاملة .

يُعدّ أتمتة الاختبارات جزءًا كبيرًا من وظيفة مهندس الاختبار.

الهدف الكامل من أتمتة الاختبار هو كما يلي:

  • يجب الالتزام بخطوات الاختبار وفقًا للمواصفات والتوقيت الصحيح.
  • إلغاء إدخال الأوامر والبيانات يدويًا.
  • أتمتة عملية جمع البيانات.
  • فرض سير عملية الاختبار.

بشكل عام، يؤدي هذا إلى تعزيز موثوقية التصنيع [ 3 ] وجودته في نهاية خط الإنتاج، مما يضمن أن جميع الوحدات المشحونة إلى العملاء قد تم اختبارها جيدًا، وتحملها للظروف القاسية، واستبعاد أي أخطاء منها، وتكوينها بشكل صحيح. [ 4 ]

تحديد وثائق الاختبار القياسية

فيما يلي بعض الوثائق التي يحتفظ بها مهندسو الاختبار أو يحددونها:

مصنعي العقود

توفر شركات التصنيع المتعاقدة ( CM ) أيضًا مهندس اختبار لعملائها. وتختلف وظيفة مهندسي الاختبار هؤلاء تبعًا لمستوى الدعم الذي يقدمونه لعملائهم: إما تقديم دعم "تفاعلي ودعم من المستوى الأول" فقط، أو تقديم حلول جزئية أو حلول متكاملة من الصفر.

تقديم الدعم التفاعلي ودعم المستوى الأول للدفاع

يُعدّ تقديم الدعم "التفاعلي ودعم المستوى الأول من الحماية" فقط المهمة المعتادة لمهندس اختبار إدارة التكوين. فيما يلي بعض المهام الوظيفية النموذجية لمهندس اختبار إدارة التكوين:

  • مراجعة حلول الاختبار مع مهندسي الاختبار الشركاء من جانب العميل.
  • تحليل ما إذا كانت البنية التحتية تلبي المتطلبات (من إعداد الأرضية/الخط، والوصول إلى الشبكة لمحطات العمل و/أو الخوادم، والقوى العاملة للمشغلين، وما إلى ذلك).
  • التعرف على تكنولوجيا منتجات العميل.
  • القدرة على إدارة وتدريب ودعم المشغلين الذين يقومون بالاختبار الفعلي.
  • القدرة على تصحيح الأخطاء وعزل المشاكل.
  • جمع المعلومات لتقديمها إلى شركائهم.

بسبب مشاركتهم المباشرة في خط الاختبار، يراقبون المنتجات التي تمر عبره ويفحصون اللوحات المعيبة لتحديد ما إذا كانت معيبة بالفعل أم أن العطل ناتج عن خلل في إعداد الاختبار. ومن أمثلة هذه الأعطال الوهمية:

  • نسي توصيل الكابل للتواصل مع وحدة الاختبار (أو ربما وضع الكابل في غير مكانه أو تركه غير موصول بإحكام). سيؤدي ذلك إلى توقف عملية الاختبار الآلية عن الاستجابة من وحدة الاختبار.
  • نسيتُ توصيل كابلات إعادة الاتصال عند اختبار وحدة الاختبار (UUT) مع أي واجهة شبكة (منافذ إيثرنت/بصرية/إلخ). سيؤدي ذلك إلى فشل اختبار حركة البيانات.
  • تم تخطي بعض عمليات الاختبار. تقوم بعض عمليات الاختبار بتهيئة وحدة الاختبار لتحميل بعض البرامج الثابتة أو وضعها في حالة معينة (أي تجهيزها للعمل في وضع التشغيل الأولي)، لذلك عندما يبدأ تشغيل الاختبار الآلي، لن يتم استيفاء أي حالة معروفة متوقعة، وبالتالي سيفشل الاختبار.
  • تم تخطي تنفيذ بعض الانحرافات التي تتطلب تغييرات في الأجهزة/البرامج الخاصة بالوحدة قيد الاختبار.
  • نسيتُ تشغيل الجهاز فور بدء تشغيل الاختبار الآلي. سيؤدي هذا إلى نفس المشكلة المذكورة في البند الأول من هذه القائمة.
  • نسيتُ إرفاق أي مكونات أخرى لجهاز الاختبار .

تقديم حلول جزئية أو حلول شاملة

هناك عدد قليل من الشركات التي تفضل إسناد أعمال هندسة الاختبار إلى مديري التصنيع التابعين لها. في هذه الحالة، يتولى مهندسو الاختبار التابعون لمديري التصنيع مسؤولية توفير حلول أتمتة الاختبار، وتصميم تجهيزات الاختبار، وجمع بيانات النتائج، بالإضافة إلى إجراءات التفاعل المعتادة والمستوى الأول من الحماية لعملائهم.

بالطبع، إن الاستعانة بمصادر خارجية لحلول الاختبار من قبل مدير التكوين له مزايا وعيوب.

من بين المزايا ما يلي:

  • تكلفة أقل. خاصة إذا كان رئيس الوزراء مقيماً في بلد تكون فيه تكلفة العمالة منخفضة للغاية.
  • مفيد إذا لم يكن لدى الشركة نفسها أو لم تتمكن من العثور على أي مهندس تقني يطابق متطلبات الشركة.

من بين العيوب ما يلي:

  • الارتباط بمدير مشروع واحد أمر صعب. من الصعب إيجاد مدير مشروع مستعد لمشاركة المعلومات مع مدير مشروع آخر.
  • نادراً ما يشارك مهندسو إدارة التغيير في مرحلة تصميم المنتج .
  • ضيق الوقت. لا يتم تزويدهم بمواصفات المنتج إلا في المراحل الأخيرة من إطلاق المنتج الجديد. ولهذا السبب، يتم إعداد حلول الاختبار على عجل، وغالبًا ما تتأثر الجودة سلبًا.
  • تضارب المصالح. تحتاج الشركة إلى معرفة كل مستوى من المعلومات التي تمر عبر خط الإنتاج لرصد المشاكل المحتملة التي قد تتفاقم لاحقًا. لكن الشركة المصنعة لا توفر هذا المستوى من التفاصيل، بل تكتفي بذكر عدد الوحدات التي اجتازت أو فشلت في ذلك اليوم. قد تفشل وحدة ما خمس مرات قبل أن تجتاز الاختبار، وهو ما قد يرتبط بمشاكل في توقيت بعض مكونات المنتج، مثل وحدة المعالجة المركزية أو المذبذبات على سبيل المثال. كلما كانت بيانات نسبة الوحدات التي اجتازت الاختبار الأول أدقّ، دلّ ذلك على جودة أفضل للوحدة التي مرت عبر خط التجميع. وهذا يعني أن الشركة المصنعة قد تميل إلى تقديم النتيجة النهائية على أنها بيانات نسبة الوحدات التي اجتازت الاختبار الأول، لتعكس بذلك جودتها العالية.

نظرًا لصعوبة إيجاد مهندس اختبار مُلِمّ بجميع جوانب منهجية الاختبار (بدءًا من اختبارات لوحات الدوائر المطبوعة مثل اختبار الدوائر المتكاملة، واختبار JTAG، واختبار المجس الطائر، واختبار الأشعة السينية، وصولًا إلى اختبار تجميع لوحات الدوائر المطبوعة الذي يشمل كتابة برامج أتمتة الاختبار، بدءًا من الاختبار الوظيفي وصولًا إلى اختبار ضمان الجودة الوظيفية، وغيرها)، تلجأ الشركات عادةً إلى الاستعانة بمصادر خارجية لتطوير جزء من هذا الاختبار الناقص لدى مُصنِّعها. على سبيل المثال، إذا لم يكن لدى أي من مهندسي الاختبار الداخليين معرفة كافية بتجهيزات اختبار الدوائر المتكاملة، فسيطلبون من مُصنِّعهم تطوير حلول اختبار الدوائر المتكاملة نيابةً عنهم.

انظر أيضاً

مراجع

  1. ^ "威尼斯欢乐娱人城2299-首页" . www.tcdmsecurity.com . مؤرشفة من الأصلي في 25 سبتمبر 2008.
  2. ↑ "اختبار السيليكون وتحليل الإنتاجية - أوراق بيضاء" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 20-07-2011.
  3. ^ "موقع EMAsia-China.com" . Emasiamag.com. مؤرشف من الأصل بتاريخ 17-02-2012 . تم الاسترجاع 2014/01/25 .
  4. ↑ "تحليل التكلفة والعائد لأتمتة الاختبار" . ستيكي مايندز. 17-11-2000 . تم الاطلاع عليه بتاريخ 25-01-2014 .