Thomas Hoffmann, Harald Schmitt

Burn-in-Tests sind das wichtigste Instrument in der Qualitätssicherung, um Hardware-Komponenten und Komplettgeräte intensiven Funktionstests zu unterziehen. Die Stresstests decken fehlerhafte Bauteile und mögliche Frühausfälle auf, die je nach Anwendungsgebiet fatale Schäden verursachen können – speziell in den Anwendungsbereichen, in die BEG Bürkle liefert: unter anderem Medizintechnik, Militär und sensible zivile Projekte. Deshalb prüft das Unternehmen jeden Industrie-PC nach einem mehrstufigen Schema. Neben steigenden Stückzahlen führte vor allem die Forderung eines Nachweises der erfolgreichen Geräteprüfungen zum Ausbau der Burn-in-Kapazitäten und dem ausgeklügelten Archivierungskonzept.

Die Folterkammern

In zwei speziell für BEG Bürkle konzipierten Wärmeöfen mit einer Größe von jeweils 4,2 m × 1 m × 2,7 m und 15 kW Leistung können jeweils 25 Rechner einem Funktionstest unterzogen werden. Für die Überwachung und Einhaltung der Klimawerte – die Öfen sollen 50 °C Umgebungstemperatur konstant halten – sorgen die Steuerungen der Wärmeschränke. Sie generieren bei Abweichungen einen Alarm, dokumentieren ihn und schalten gegebenenfalls die Spannungsversorgung der Prüflinge ab.

Bei einer Jahresproduktion von rund 9000 Industrie-PCs ist eine effiziente Vorbereitung der Prüflinge wichtig: Die Rechner werden vorab auf Testwägen gestellt und sämtliche Schnittstellen mit Loop-Back-Adaptern versehen, die ein vom Prüfprogramm gesendetes Signal über die jeweils zu testende Schnittstelle zurücksenden. Anschließend verbindet ein Mitarbeiter die Rechner auf dem Testwagen mit Netz-, VGA-, Tastatur- und Mausanschlüssen. Für deren zügige Konfektionierung sorgt ein zentraler Verteiler auf dem Testwagen. Erst danach kommt der Wagen in den Ofen. Dort müssen nur noch die Spannungsversorgung des Prüfwagens und zwei Steuerleitungen mit den entsprechenden Steckverbindern des Verteilers verbunden werden.

Die Test-Szenarien

Insgesamt neun, zum Teil selbst entwickelte Diagnoseprogramme führen während des 24-stündigen Burn-in automatische Funktions- und Leistungstests aller Komponenten durch. Die Software prüft unter anderem die Prozessoren, das Mainboard sowie Schnittstellen (RS 232, Parallel, USB, LAN und primäre VGA) und Laufwerke. Des Weiteren werden die klassischen Performance-Werte wie Taktfrequenzen, Festplattenkapazitäten, Geschwindigkeiten während der Prüfung erfasst und ausgewertet. Im Prüfbericht sind alle Komponenten einzeln aufgelistet und jeder auftretende Fehler genau dokumentiert (zum Beispiel: Lesefehler auf Sektor XY der HDD X in Prüfdurchlauf Z).

Für die Bedienung der Industrie-PCs im Ofen sind KVM-Switche (KVM: Keyboard, Video, Mouse) notwendig, da die Prüfung an jedem Rechner explizit gestartet und vor der Entnahme der Testwagen wieder beendet werden muss. Nach Abschluss des Wärmelaufs kontrolliert das Prüfpersonal die Prüf-Ergebnisse über das zentrale Überwachungsterminal. Fehler werden durch ein rot hinterlegtes Fenster im Bildschirm angezeigt. Das Personal kennzeichnet die durchgefallenen IPCs und leitet diese dann an die Fachabteilung zur Nacharbeit weiter.

Die Zuordnung der Testdaten zum Prüfling erfolgt grundsätzlich über die Seriennummer des IPC, die bereits mit der Installation des Prüfprogramms auf dem Rechner hinterlegt wird. Da nicht nur jeder Rechner, sondern alle eingebauten Komponenten eine ID-Nummer haben, lassen sich auftretende Fehler dem entsprechenden Bauteil oder einer Charge zuordnen. Bei einer Fehlerhäufung in einer Charge können alle davon betroffenen Rechner identifiziert werden – falls jemals notwendig auch bei bereits ausgelieferten Rechnern!

Bild 2: Zentrale Datenhaltung: Sämtliche Test-Ergebnisse werden für jeden Industrie-PC Seriennummern-bezogen archiviert

Sämtliche Prüf-Ergebnisse des Burn-in werden während des Tests zunächst auf der Festplatte des Prüflings gespeichert. Das ist notwendig, da im Ofen keine Verbindung zum Intranet besteht. Erst beim abschließenden Funktionstest werden die Daten über Ethernet in das hausinterne Archivierungssystem überspielt. Dort laufen auch die Prüfprotokolle aller anderen Funktionstests zusammen, die während der vorangehenden Fertigungsschritte (Sichtprüfung, Inbetriebnahme, Ersttest) und nachfolgenden Kontrollen (elektrische Sicherheit und finaler Endtest) entstehen.

Prüfdaten en Masse

Insgesamt entstehen pro Industrie-PC rund 100 KByte an Prüfdaten (ASCII), die als Textfiles für jeden Rechner separat in einem Dokumentenordner abgelegt sind. Anschließend werden daraus PDF-Dokumente oder auch kundenspezifische Dateiformate generiert. Auf diese Daten können grundsätzlich alle Abteilungen wie Vertrieb, Entwicklung, Produktmanagement und Kundendienst zugreifen. Zudem besteht die Möglichkeit, den Kunden einen Zugang einzurichten, über den sie per FTP-Transfer auf sämtliche, ihre Produkte betreffenden Prüfprotokolle zugreifen können. Standardmäßig werden alle Prüfprotokolle ausgedruckt und dem Gerät beim Versand beigelegt, können aber auch per E-Mail verschickt werden.

Ergänzend zu diesen Tests, die jeder Rechner durchläuft, lassen sich kundenspezifische Prüfprozeduren integrieren, etwa ein Burn-in mit erweitertem Temperaturbereich und einer Zyklierung der Prüftemperatur zwischen –10 °C und +70 °C. Ebenso ist ein individueller Abschlusstest unter realen Einsatzbedingungen möglich. Dazu wird eine reale Testumgebung aufgebaut und mit kundenspezifischen Applikationen, beispielsweise einer Bildverarbeitungssimulation, die Gerätefunktion geprüft. Üblich sind Installation und Test der Rechner mit individuell vom Kunden gewünschten Betriebssystemen wie Windows, DOS, Linux oder QNX. Darüber hinaus können auch vom Kunden bereitgestellte Images implementiert und deren Zusammenspiel mit der Hardware kontrolliert werden. Diese Prüfungsergebnisse stehen als ausführlich Protokolle in beliebiger Form zur Verfügung.

Nähere Informationen: http://www.beg-buerkle.de

Autoren:

Harald Schmitt ist zuständig für das Qualitätsmanagement bei BEG Bürkle in Herrenberg.

Thomas Hoffmann ist stellvertretender Produktionsleiter bei BEG Bürkle in Herrenberg.