多年以来，许多北美电子制造商的办公室里都曾贴有这样的标语：“更好、更快、更便宜——请选择其中两个”。也许你还见过其它类似的说法，不过这些都暗示着你只能顾及性能、速度和成本中任意两个要素，同时必须忽略剩下的第三个要素。然而今天我们已经承担不起这样的奢侈了，我们不得不想办法在每个制造解决方案中都考虑这三个要素。

    经过多年研究，我发现印制电路板制造业对自动测试设备(ATE)的需求近年来发生了一些变化，特别是业界要求缩短从印制板组装的CAD文件到生产制造之间的时间，我称之为time-to-money，即盈利时间，或TTM。如果制造速度得以提高，就可节约大量的费用和资源，对大多数机构来说，更为重要的是只有产品开始发货才有可能实现盈利。  

    目前亚洲地区的制造业者已经在规划如何进行运作，在建设表面贴装生产线方面他们的成本不会比美国、西欧或日本低，也许劳动力要便宜一些，不过今天大多数电子产品劳动力部分的成本已经变得无关紧要了。但是亚洲公司工作速度快，他们的运作更为柔性，如果他们决定今天生产A产品、明天生产B产品，他们会想办法准确地做到这一点，用他们自己的“制造就绪”方法和模式。在规定的时间内，他们比欧美企业生产出来的产品数量和种类更多，那么他们是怎么做到的呢？

人的因素

    在东亚的大多数工厂，员工工作时间都比较长，通常12小时一班，有时是每周6天高强度地工作。工作时间更长意味着他们可以用更少的日历时间完成更多的工作任务。他们也会自己削减某些过程，消除多余的操作和一些“额外”的步骤，这些步骤只会增加处理复杂度而不能带来任何好处，这种“小改进”式的柔性是他们成功的关键。

    让我们看看美国或西欧制造业者是如何考虑增加制造产能的，这些公司会计划并采购新的制造、检测和测试设备，并规划好生产产能，然后工程师用甘特图或其它工具制定工作计划。整个过程运作下来也许要四个多月，而亚洲制造商希望能在几个星期内完成这些同样的工作，他们希望更快生产出产品以迅速获得市场机会。此外，制造商还要求供应商在几天时间之内就给出满意的解决方案，他们想让设备安装和调试时间更短，同时设计工艺时还考虑要使经验少的工程师也可以熟练掌握。这就是创新——迅速形成产能、从一个产品到另一个产品的快速切换，以及比竞争对手更快地将产品交付到客户手上。

    没有人会说这些想法具有革命性，然而过去经验表明，仔细的过程规划会使形成产能时间减少30%～40%，以前如果加工首板或许需要14天，采用新的流程可以将该时间缩短到7或8天，如果每天加工5,000块板，提早五天进入上量生产就意味着可以在规定的时间内多生产25,000块板。这些额外的加工意味着更多的收入、更快的速度，也即缩短了至关重要的盈利时间。

    作为测试设备制造商不得不考虑这种运作特点，并将其视为新的市场机会。在美国和西欧，有几十年制造经验的工程师并不罕见，他们了解问题的奥秘所在，他们可以将测试与检测暴露出的缺陷加以解决，同时他们知道或可以学习如何充分发挥工艺设备的所有先进功能特性。

    而亚洲制造商就没有这么奢侈了，那里的产业在盲目地快速增长，在那儿很少有25年经验的工程师，原因很简单，技术在这些国家存在的时间也没有25年。所以大多数工程师是年轻人，他们没有经验丰富的优势，也没有时间和精力去学习测试系统复杂而详细的各种特性，虽然这些特性能够暴露出产品的缺陷。因此对他们来说，测试设备不需要那些他们从不会使用的特性，他们要的是简单、方便操作、经济型解决方案，这样仅有几个星期或几个月工作经验的员工都可以熟练快速地操作。

 回到基础

    在这点上，在线测试设备就是一个很好的例子。早期的测试设备每个探针在任何时候都可以作为驱动器和接收器。因为单板上测试点和测试设备的驱动器/接收器之间存在一一对应，程序和夹具设计都相对简单而且可以同时处理。随着技术的发展，功能集成度增加导致需要越来越多的测试探针，这种架构变得既麻烦又昂贵。因此有些公司引入了复用技术，通过一个单一驱动器/接收器组合来处理单板上8个甚至16个测试通道。

    虽然这种新方法可以处理更多测试通道，实现更为复杂的容量，可在一个复用网络中指派一个通道作为驱动器，同时禁止同一网络上的其它通道作为接收器，但程序开发软件是基于现有的通道资源来指派节点，这样在加工测试夹具前就必须将测试程序差不多做好，从而大大延长了测试开发周期。比如需要3天进行编程和测试夹具数据建立，然后要3～4天加工夹具，而后又需要2～3天将它们放在一起进行调试，因此一个中等复杂PCBA整个测试开发时间至少要10～12天。另外在一个复用测试设备上，要找到足够的通道来适应当今单板电路密度，这需要将测试探针接到离测试节点较远的地方，这样夹具线就不得不比同等非复用解决方案的要长，而长线会降低测试信号质量。

    幸运的是，技术微型化为制造和测试工程师提供了部分解决办法。第一代非复用测试设备可以在一块交换板上实现最多16个测试通道，虽然对于几百个测试点的单板来说是足够了，但当待测单板复杂到需要至少75个交换板时，就存在验证逻辑难题和可靠性问题，费用也非常巨大。

    由于近年来电子产品不断向小型化发展，功耗也大幅减少，所以今天的非复用交换板可以包含144个驱动器/接收器通道，而不会有任何的性能下降。这种通道板组成的测试系统体积更小、价格更低、耗能更低，同时比其它设备故障更少，并且能保证有足够的通道来测试当前的单板。人们又一次可以避免复用并重新应用基本原理，制造商又可再次同时开发夹具和程序，这样大约能够减少一半的准备时间。

 其它方面因素

    对于制造商来说，只有他们知道如何利用更短准备时间才有意义，许多亚洲公司必须开发成功、敏捷的制造工艺，尽管他们的工程师缺乏经验而且流动性较高。另外复杂的硬件还要求支撑软件来减少操作所需的技能与专门技术。

    还有一点重要的是，必须首先制定合适的性能范围。分析单板故障种类中只有1％的故障也许符合那些想找出每个可能故障的客户需求，但大多数应用场合是不需要这样做的，因为这要付出更多成本。心脏起搏器、个人计算机、手机和杂志附送的免费计算器等产品有各自不同的失效成本和不同的质量/成本盈亏平衡点，很多时候制造商没有时间也没有兴趣去调查那剩余的1％失效的原因。二八法则(20％任务需要花费80％的努力)依然有效，如果设备性能使系统成本增加10％，同时操作复杂度增加20％，那么最终的额外缺陷覆盖也许根本就不值所增加的费用。如前所述，去掉测试设备中那些制造商认为没用的能力/特性将可以降低30％～40％的成本。目前世界上其它地方的制造商也在开始接受这种观点，以保证在全球市场竞争中取得成功。

    所以对于电子制造商及其供应商来说，整体环境正在发生根本性的变化，这种趋势并不意味着没有人愿意拥有最先进的设备，许多公司还是认为它们是必不可少的，不过更为确切的说法是，制造商想要有更多的选项和价格选择空间，一个尺寸并不合适所有人。

 经验之谈

    资深的技术人员能在测试程序编程、验证和调试阶段充分利用自身经验，他们可以识别多余、意外和不协调的结果并知道如何处理它们。那些经验不够，如只工作半年的人则没有这样的技能。测试设备必须以某种方式将设备设计者的经验体现在里面以补充工程技术人员知识的不足。通过简化编程和夹具架构逻辑，非复用架构可使这种体现更为容易，该方法很像所谓的“专家系统软件”，它让外行也可以执行需要专家才能完成的任务。

    例如使用自动化工具可以减少30％以上的模拟调试时间，这些工具包含了经验非常丰富的测试工程师的实战经验。典型的“脚本”包括增加逻辑隔离点、自动修正测量放大器回馈电阻、自动选择先进测量模式以补偿系统或夹具变异、调整AC频率以测量电容和电感等等，另外工程师可以将相似器件自动调试工具程序用在板上其它任何地方。根据我们的经验，这一方法可以将一个中等复杂主板的调试时间从16个小时减少到11个小时。

    在调试阶段，有经验的工程师在为特定测试问题给出“最佳”选择方案之前，也许会尝试许多解决办法，这个过程如果实现自动化可以将处理时间从3～4天减少到几个小时。为方便起见，系统应工作在用户所熟悉的Windows平台，仅这一决定就将大幅减少培训时间，那些为了让系统特性得到直接控制而去开发专用用户界面的日子已经一去不复返了。我们希望通过这一测试开发和应用方法将整个测试开发周期减少30～40％。以PC主板为例，现在11天才能完成的工作6天就可以完成。