ออกแบบวงจรใหม่ให้ InGauge USB รุ่น 2.1 ผ่านการทดสอบ CE/FCC ในโครงการ ITAP ของ สวทช.
หน่วยงาน: สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ (สวทช.) — โครงการ ITAP
InGauge USB รุ่น 2.1 คืออุปกรณ์ส่งค่าจากเครื่องมือวัดดิจิทัลเข้าคอมพิวเตอร์ ที่เราออกแบบวงจรใหม่ในโครงการ ITAP ของ สวทช. ระหว่างปี 2563–2564 รุ่นนี้ผ่านการทดสอบ CE และ FCC และตามรายงานสรุปผลโครงการ เวลาประกอบและทดสอบต่อเครื่องลดจาก 75–90 นาทีเหลือ 15–25 นาที
- อุตสาหกรรม
- ราชการ
- ปี
- 2563–2564
- ขอบเขตงาน
- วิเคราะห์ปัญหาวงจรรุ่นเดิม ออกแบบวงจรและ PCB ใหม่ ทำและทดสอบต้นแบบ ออกแบบกล่องอะลูมิเนียม พัฒนาเฟิร์มแวร์ วางขั้นตอนตรวจรับและทดสอบ และส่งทดสอบมาตรฐาน CE/FCC
- ระยะเวลา
- 6 เดือน (20 ก.ค. 2563 – 20 ม.ค. 2564)
สรุปสั้น
- InGauge USB รุ่น 2.1 คืออุปกรณ์ส่งค่าจากเครื่องมือวัดดิจิทัลเข้าคอมพิวเตอร์แบบ USB HID ที่เราออกแบบวงจรใหม่ในโครงการ ITAP ของ สวทช. ระยะเวลา 6 เดือน (20 ก.ค. 2563 – 20 ม.ค. 2564)
- เราแก้ที่วิธีผลิต: PCB ใหม่ประกอบสำเร็จมาจากผู้ผลิต มีวงจรป้องกันไฟฟ้าสถิต ไฟไหลย้อนกลับ และไฟลัดวงจร พร้อมเฟิร์มแวร์ใหม่ที่เขียนตาม State Diagram
- รุ่น 2.1 ผ่านการทดสอบ CE และ FCC กับห้องทดสอบ WALTEK Testing Group และใช้งานร่วมกับเครื่องมือวัด Mitutoyo และ Teclock
- ตามรายงานสรุปผลโครงการ เวลาประกอบและทดสอบต่อเครื่องลดจาก 75–90 นาทีเหลือ 15–25 นาที และใช้พนักงานจาก 2 คนเหลือ 1 คน
- รุ่น 2.1 ต่อยอดเป็นผลิตภัณฑ์ InGauge ที่เราจำหน่ายและให้เช่าอยู่ในปัจจุบัน
โจทย์หน้างาน
InGauge USB รุ่นแรก (V1.0) ต้องบัดกรีและเดินสายไฟบนแผ่นวงจรทีละเครื่อง บางเครื่องดึงค่าจากเวอร์เนียร์ดิจิทัลไม่ได้ หรืออ่านสัญญาณจากฟุตสวิตช์ (Foot Switch — สวิตช์เหยียบสั่งส่งค่า) ผิดพลาด การประกอบและทดสอบใช้พนักงาน 2 คน 75–90 นาทีต่อเครื่อง ผ่านการทดสอบราว 75 เปอร์เซ็นต์ และวงจรยังไม่ได้ออกแบบให้รองรับมาตรฐาน CE/FCC
สิ่งที่เราทำ
เราทำงานร่วมกับผู้เชี่ยวชาญด้านวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่เป็นที่ปรึกษาในโครงการ ITAP (โปรแกรมสนับสนุนการพัฒนาเทคโนโลยีและนวัตกรรม) ของ สวทช. ออกแบบวงจรและแผ่นวงจรพิมพ์ (PCB) ใหม่ที่ประกอบสำเร็จมาจากผู้ผลิต พร้อมวงจรป้องกันไฟฟ้าสถิต ไฟไหลย้อนกลับ และไฟลัดวงจร ทีมของเราพัฒนาเฟิร์มแวร์ กล่องอะลูมิเนียม และขั้นตอนตรวจรับก่อนประกอบ แล้วส่งตัวเครื่องทดสอบ CE และ FCC กับห้องทดสอบภายนอก
ผลลัพธ์
ตามรายงานสรุปผลโครงการ InGauge USB รุ่น 2.1 ผ่านการทดสอบ CE และ FCC ใช้งานร่วมกับเครื่องมือวัดดิจิทัล 2 ยี่ห้อ คือ Mitutoyo และ Teclock และใช้พนักงาน 1 คน ประกอบและทดสอบ 15–25 นาทีต่อเครื่อง ชิ้นงานที่ผ่านการทดสอบเพิ่มเป็นมากกว่า 99 เปอร์เซ็นต์ โครงการปิดตามปกติ และรุ่น 2.1 ต่อยอดเป็นผลิตภัณฑ์ InGauge ที่เราจำหน่ายและให้เช่าอยู่ในปัจจุบัน
ผลที่วัดได้
- เวลาประกอบและทดสอบรวมต่อเครื่อง รุ่น 2.1 (สูงสุด)
- 25นาที
- เวลาประกอบและทดสอบรวมต่อเครื่อง รุ่นเดิม V1.0 (สูงสุด)
- 90นาที
- ชิ้นงานที่ผ่านการทดสอบ รุ่น 2.1 (มากกว่า)
- 99เปอร์เซ็นต์
- พนักงานที่ใช้ประกอบและทดสอบ รุ่น 2.1 (จากเดิม 2 คน)
- 1
ที่มาของโจทย์
โจทย์ของเคสนี้คือทำให้ InGauge USB ทุกเครื่องที่ส่งถึงลูกค้าทำงานเสถียร และผ่านการทดสอบ CE/FCC InGauge USB คืออุปกรณ์ที่รับค่าจากเครื่องมือวัดดิจิทัล เช่น เวอร์เนียร์ดิจิทัล แล้วส่งเข้าคอมพิวเตอร์หรือแท็บเล็ตทางสาย USB แบบ HID (Human Interface Device — อุปกรณ์ที่คอมพิวเตอร์มองเห็นเป็นคีย์บอร์ด) ค่าที่วัดได้จึงลงช่องในโปรแกรมได้ทันทีโดยไม่ต้องจดลงกระดาษ
รุ่นแรก (V1.0) ต้องบัดกรีและเดินสายไฟบนแผ่นวงจรทีละเครื่อง บางเครื่องดึงค่าจากเวอร์เนียร์ดิจิทัลไม่ได้ หรืออ่านสัญญาณจากฟุตสวิตช์ผิดพลาด ชิ้นที่ประกอบผิดต้องทิ้ง และวงจรยังไม่ได้ออกแบบให้รองรับมาตรฐาน CE/FCC ซึ่งเราตั้งเป้าให้ผ่านก่อนส่งอุปกรณ์ถึงลูกค้า
โครงการ ITAP คืออะไร
ITAP เป็นโปรแกรมของ สวทช. (สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ) ที่ช่วยภาคเอกชนพัฒนาเทคโนโลยี โดยสนับสนุนค่าใช้จ่ายบางส่วน รวมถึงค่าที่ปรึกษาผู้เชี่ยวชาญ ในเคสนี้เราเป็นผู้ยื่นโครงการเพื่อพัฒนาผลิตภัณฑ์ของเราเอง
ข้อกำหนดและข้อจำกัด
รุ่นใหม่ต้องทำหน้าที่เดิมของ InGauge USB ได้ครบ และต้องแก้จุดอ่อนของรุ่นแรกภายในกรอบเวลาของโครงการ ข้อกำหนดและข้อจำกัดหลักมีดังนี้
- รับค่าจากเครื่องมือวัดดิจิทัล แล้วส่งเข้าคอมพิวเตอร์แบบ USB HID เหมือนพิมพ์จากคีย์บอร์ด
- รองรับฟุตสวิตช์ผ่านขั้วต่อ XLR เพื่อให้พนักงานเหยียบสั่งส่งค่าได้
- ออกแบบวงจรให้รองรับการทดสอบ CE และ FCC
- ต้นแบบต้องทดสอบในสภาพอุณหภูมิและความชื้นสูงก่อนผลิต
- ลดงานที่ต้องใช้คนชำนาญ เพราะรุ่นแรกต้องบัดกรีและเดินสายทีละเครื่อง
- ทำให้เสร็จภายในระยะเวลาโครงการ 6 เดือน (20 ก.ค. 2563 – 20 ม.ค. 2564)
ทำไมเราออกแบบวงจรใหม่ แทนการแก้เครื่องเดิมทีละเครื่อง
เราออกแบบวงจรใหม่เพราะการวิเคราะห์รุ่นเดิมพบว่าจุดผิดพลาดอยู่ที่วิธีผลิต การบัดกรีและเดินสายไฟทีละเครื่องต้องใช้คนที่ชำนาญ และการต่อสายหลายเส้นทำให้ผิดพลาดได้ง่าย แผ่นวงจรพิมพ์ (PCB) ที่ประกอบสำเร็จมาจากผู้ผลิตจึงตัดงานบัดกรีและเดินสายด้วยมือออกจากขั้นตอนของเรา
เราไม่ได้เปลี่ยนหน้าที่ของอุปกรณ์ แต่แก้ที่วงจร วิธีผลิต และวิธีทดสอบ วงจรป้องกันไฟฟ้าสถิต ไฟไหลย้อนกลับ และไฟลัดวงจรถูกใส่ไว้ตั้งแต่ออกแบบ เพื่อให้วงจรรองรับการทดสอบ CE/FCC ทีมของเราเขียนเฟิร์มแวร์ควบคุมใหม่ตาม State Diagram (ผังสถานะการทำงาน)
งานนี้แบ่งหน้าที่ชัดเจน ผู้เชี่ยวชาญที่ปรึกษาในโครงการดูแลการวิเคราะห์และออกแบบวงจร ส่วนทีมของเราดูแลเฟิร์มแวร์ กล่อง และขั้นตอนผลิต
สิ่งที่ส่งมอบ
เมื่อปิดโครงการ เราได้ InGauge USB รุ่น 2.1 พร้อมขั้นตอนผลิตและทดสอบสำหรับการผลิตรุ่นนี้ รายการหลักมีดังนี้
- วงจรและ PCB ใหม่ที่ประกอบสำเร็จมาจากผู้ผลิต พร้อมวงจรป้องกันไฟฟ้าสถิต ไฟไหลย้อนกลับ และไฟลัดวงจร
- กล่องอะลูมิเนียมที่เราออกแบบและจ้างผลิต
- เฟิร์มแวร์ควบคุมตาม State Diagram ที่ทดสอบที่หน้างานจริงแล้ว
- ขั้นตอนตรวจรับวงจรก่อนประกอบ พร้อมบันทึกผลทดสอบเป็นไฟล์ดิจิทัล
- ป้ายชื่อสาย และคู่มือที่แนบคลิปตัวอย่างของแต่ละขั้นตอน
- ผลทดสอบ CE และ FCC จากห้องทดสอบภายนอก
InGauge USB รุ่น 2.1 พัฒนาจากโครงการจนเป็นผลิตภัณฑ์อย่างไร
เราพัฒนารุ่น 2.1 ตามลำดับจากหาสาเหตุ ออกแบบวงจร ทดสอบต้นแบบ วางขั้นตอนผลิต ไปจนถึงส่งทดสอบ CE/FCC หลังปิดโครงการ รุ่นที่ผ่านการทดสอบนี้ต่อยอดเป็นผลิตภัณฑ์ InGauge ที่เราจำหน่ายและให้เช่า
- 1
หาสาเหตุของปัญหาในรุ่นเดิม
หาสาเหตุจากวิธีผลิตรุ่นเดิม
- 2
ออกแบบวงจรและ PCB ใหม่
ออกแบบวงจรและ PCB ใหม่ตามสาเหตุที่พบ
- 3
ทดสอบต้นแบบและทำกล่องอะลูมิเนียม
ทดสอบต้นแบบในสภาพอุณหภูมิและความชื้นสูง แล้วทำกล่อง
- 4
พัฒนาเฟิร์มแวร์และวางขั้นตอนตรวจรับ
เขียนเฟิร์มแวร์ ทดสอบที่หน้างานจริง และวางขั้นตอนตรวจรับ
- 5
ส่งทดสอบ CE และ FCC
ส่งตัวเครื่องให้ห้องทดสอบภายนอกทดสอบ CE/FCC
การใช้งานจริงหลังโครงการดูได้จากเคสเช่าและจำหน่าย InGauge USB ให้ฝ่าย QC ของโรงงาน ซึ่งใช้ InGauge USB รุ่น 2.1
ผลที่ยืนยันได้จากรายงานสรุปผลโครงการ
ตามรายงานสรุปผลโครงการ InGauge USB รุ่น 2.1 ผ่านการทดสอบ CE และ FCC และใช้เวลาประกอบและทดสอบ 15–25 นาทีต่อเครื่อง จากเดิม 75–90 นาทีของรุ่น V1.0 งานนี้ใช้พนักงาน 1 คนจากเดิม 2 คน และชิ้นงานที่ผ่านการทดสอบเพิ่มจากราว 75 เปอร์เซ็นต์เป็นมากกว่า 99 เปอร์เซ็นต์
เวลา 15–25 นาทีนับเฉพาะการประกอบและทดสอบที่บริษัท เพราะแผ่นวงจรมาถึงในสภาพประกอบสำเร็จจากผู้ผลิต ตัวเลขในส่วนนี้เป็นค่าที่เราบันทึกและรายงานต่อโครงการเอง
WALTEK Testing Group ที่เซินเจิ้นทดสอบรุ่น 2.1 ตามมาตรฐาน CE (EN 55032 / EN 55035) และ FCC Part 15 Subpart B รายงานยังยืนยันว่ารุ่นนี้ใช้งานร่วมกับเครื่องมือวัดดิจิทัล 2 ยี่ห้อ คือ Mitutoyo และ Teclock
เทียบ InGauge USB รุ่นเดิมกับรุ่น 2.1 ตามรายงานสรุปผลโครงการ
| หัวข้อ | รุ่นเดิม (V1.0) | รุ่น 2.1 |
|---|---|---|
| เวลาประกอบและทดสอบรวมต่อเครื่อง | 75–90 นาที | 15–25 นาที |
| พนักงานที่ใช้ | 2 คน | 1 คน |
| ชิ้นงานที่ผ่านการทดสอบ | ราว 75 เปอร์เซ็นต์ | มากกว่า 99 เปอร์เซ็นต์ |
| มาตรฐาน CE/FCC | ยังไม่ได้ออกแบบรองรับ | ผ่านการทดสอบ |
CE/FCC ครอบคลุมเฉพาะ InGauge
ผลการทดสอบ CE และ FCC ในเคสนี้เป็นของฮาร์ดแวร์ InGauge USB เท่านั้น ไม่ได้ครอบคลุมซอฟต์แวร์หรือผลิตภัณฑ์อื่นของเรา และไม่ใช่การรับรองบริษัท
สิ่งที่เราเรียนรู้
งานนี้ให้หลักการสำหรับการพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ต้องผลิตซ้ำหลายเครื่อง
- แก้ที่วิธีผลิตก่อนเพิ่มการตรวจ ถ้าความผิดพลาดเกิดจากงานบัดกรีและเดินสายด้วยมือ การออกแบบให้แผ่นวงจรประกอบสำเร็จมาจากผู้ผลิตตัดจุดผิดพลาดนั้นออกจากขั้นตอน
- มาตรฐานที่ต้องผ่านคือข้อกำหนดของการออกแบบ ไม่ใช่ขั้นตอนสุดท้าย รุ่นแรกไม่ได้ออกแบบรองรับ CE/FCC ในรุ่น 2.1 วงจรป้องกันไฟฟ้าสถิต ไฟไหลย้อนกลับ และไฟลัดวงจรจึงอยู่ในแบบตั้งแต่ต้น
- ขั้นตอนผลิตต้องถ่ายทอดได้ การตรวจรับที่บันทึกผลเป็นไฟล์ดิจิทัล ป้ายชื่อสาย และคลิปตัวอย่างในคู่มือ ทำให้คุณภาพไม่ขึ้นกับคนที่ชำนาญเพียงไม่กี่คน
นำแนวทางนี้ไปใช้กับงานของคุณได้อย่างไร
ถ้าคุณกำลังพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ต้องผลิตซ้ำ คุณใช้ลำดับงานเดียวกับเคสนี้ได้ คือหาสาเหตุจากวิธีผลิต ออกแบบวงจรให้รองรับมาตรฐานที่ต้องผ่าน แล้ววางขั้นตอนตรวจรับที่บันทึกผลได้ ส่วนที่ต้องปรับคือมาตรฐานและสภาพการใช้งานของอุปกรณ์ของคุณ
ส่วนที่ใช้ซ้ำได้ และส่วนที่ต้องปรับ
| ส่วนของงาน | ใช้ซ้ำได้ | ต้องปรับเมื่อ |
|---|---|---|
| การหาสาเหตุ | เก็บข้อมูลการออกแบบ การประกอบ และการทดสอบของรุ่นเดิมก่อนออกแบบใหม่ | ยังไม่มีรุ่นเดิมให้เทียบ ต้องเก็บข้อมูลการทดสอบตั้งแต่ต้นแบบแรก |
| การออกแบบวงจร | PCB ที่ประกอบสำเร็จจากผู้ผลิต และวงจรป้องกันไฟฟ้าสถิต ไฟไหลย้อนกลับ และไฟลัดวงจร | อุปกรณ์ใช้ไฟหรือสัญญาณต่างจาก InGauge ต้องออกแบบวงจรป้องกันตามสภาพการใช้งานจริง |
| มาตรฐานที่ต้องผ่าน | ลำดับงาน ออกแบบ ทดสอบต้นแบบ แล้วส่งห้องทดสอบ | ตลาดปลายทางกำหนดมาตรฐานอื่นนอกจาก CE/FCC ต้องกำหนดมาตรฐานก่อนเริ่มออกแบบ |
| การตรวจรับและการผลิต | ตรวจรับวงจรก่อนประกอบ บันทึกผลเป็นไฟล์ดิจิทัล ป้ายชื่อสาย และคลิปในคู่มือ | ขั้นตอนประกอบต่างจากเคสนี้ ต้องจับเวลาและกำหนดจุดตรวจใหม่ |
| การใช้กับเครื่องมือวัด | การส่งค่าแบบ USB HID และการเหยียบฟุตสวิตช์เพื่อส่งค่า | เครื่องมือวัดเป็นยี่ห้อหรือรุ่นอื่นนอกจาก Mitutoyo และ Teclock ต้องลองต่อใช้งานจริงก่อน |
ถ้าคุณจะใช้ InGauge ในไลน์ผลิต
ถ้าคุณจะซื้อหรือเช่า InGauge ไม่ได้พัฒนาอุปกรณ์เอง ให้ตรวจเรื่องเหล่านี้ก่อนตัดสินใจ
- ยี่ห้อและรุ่นของเครื่องมือวัดที่ใช้อยู่ รายงานโครงการทดสอบไว้กับ Mitutoyo และ Teclock รุ่นย่อยอื่นควรลองต่อใช้งานจริงก่อน
- โปรแกรมปลายทางที่จะรับค่า เช่น Excel ระบบ QC เดิม หรือแอป InQC บนแท็บเล็ต เพราะ InGauge ส่งค่าเหมือนพิมพ์จากคีย์บอร์ด
- ลักษณะงานวัดว่าต้องใช้ฟุตสวิตช์หรือไม่ และจำนวนจุดวัดที่ต้องต่ออุปกรณ์
- ซื้อขาดหรือเช่า InGauge มีทั้งแบบซื้อขาดและแบบเช่ารายเดือน ดูราคาได้ที่หน้าผลิตภัณฑ์
ลองต่อกับเครื่องมือวัดของคุณก่อน
ถ้ายังไม่แน่ใจว่าเครื่องมือวัดที่มีอยู่ต่อได้หรือไม่ ส่งยี่ห้อและรุ่นมาให้เราตรวจสอบ หรือเริ่มจากการเช่าเพื่อทดลองใช้ในไลน์จริงก่อนซื้อ
อ่านต่อ
- InGauge — ส่งค่าจากเครื่องมือวัดดิจิทัลเข้าคอมพิวเตอร์ผ่าน USB
- InQC — แอป SPC บนแท็บเล็ต รับค่าจาก InGauge
- เคสเช่าและจำหน่าย InGauge USB
- เคสตัวอ่านค่าเกจวัดดิจิทัลผ่าน Wi-Fi และ USB จากงานวิจัยภายใน
- เคสส่งค่าจากเวอร์เนียร์ดิจิทัลเข้ารายงาน QC อัตโนมัติ
- บริการที่ปรึกษาและออกแบบระบบ AI / IoT
- SPC และ P-Chart คืออะไร ผู้จัดการโรงงานอ่านกราฟควบคุมอย่างไร
เทคโนโลยีที่ใช้
คำถามที่พบบ่อย
InGauge USB รุ่น 2.1 ต่างจากรุ่นเดิมอย่างไร
รุ่น 2.1 ใช้วงจรและ PCB ที่ออกแบบใหม่ ประกอบสำเร็จมาจากผู้ผลิต มีวงจรป้องกันไฟฟ้าสถิต ไฟไหลย้อนกลับ และไฟลัดวงจร ใส่กล่องอะลูมิเนียม และผ่านการทดสอบ CE และ FCC ตามรายงานสรุปผลโครงการ เวลาประกอบและทดสอบต่อเครื่องลดจาก 75–90 นาทีเหลือ 15–25 นาที
InGauge ใช้กับเครื่องมือวัดยี่ห้อไหนได้บ้าง
รายงานสรุปผลโครงการระบุว่าใช้งานร่วมกับเครื่องมือวัดดิจิทัล 2 ยี่ห้อ คือ Mitutoyo และ Teclock แต่ละยี่ห้อมีรุ่นย่อยหลายแบบ จึงควรแจ้งรุ่นที่ใช้อยู่ให้เราตรวจสอบก่อน
ผลการทดสอบ CE/FCC ครอบคลุมอะไร
ครอบคลุมฮาร์ดแวร์ InGauge USB ตามมาตรฐาน CE (EN 55032 / EN 55035) และ FCC Part 15 Subpart B ทดสอบโดย WALTEK Testing Group ไม่ได้ครอบคลุมผลิตภัณฑ์อื่นของเรา และไม่ใช่การรับรองบริษัท
สวทช. มีบทบาทอะไรในโครงการนี้
สวทช. อนุมัติโครงการภายใต้โปรแกรม ITAP และสนับสนุนค่าใช้จ่ายบางส่วน รวมถึงค่าที่ปรึกษาผู้เชี่ยวชาญด้านวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่ทำงานร่วมกับเรา เราเป็นผู้ยื่นโครงการและเป็นเจ้าของผลิตภัณฑ์ ส่วนเฟิร์มแวร์ กล่อง และขั้นตอนผลิตเป็นงานของทีมเรา
ถ้าสนใจใช้ InGauge ต้องเริ่มอย่างไร
ดูรายละเอียดและราคาแบบซื้อขาดหรือเช่ารายเดือนได้ที่หน้าผลิตภัณฑ์ InGauge แล้วแจ้งยี่ห้อและรุ่นเครื่องมือวัด พร้อมโปรแกรมที่จะรับค่า ให้เราช่วยตรวจสอบก่อนสั่งซื้อหรือเช่า
