Pruebas de EVT vs DVT vs PVT: Significado en la fabricación

La EVT, la DVT y la PVT son las tres puertas principales del desarrollo moderno de productos de hardware. Juntas, convierten un concepto en un producto fiable y fabricable a gran escala. Piense en ellas como tres bucles de aprendizaje distintos:

• EVT (Prueba de validación de ingeniería): "¿Funciona el diseño de ingeniería?" Explora la arquitectura, valida el rendimiento del núcleo y expone las incógnitas.
• DVT (Prueba de validación del diseño): "¿Cumple el diseño los requisitos de forma coherente?". Bloquee características, demuestre conformidad y fiabilidad, y converja en un diseño congelado.
• PVT (Prueba de validación de la producción): "¿Podemos construirlo a escala?" Valide la línea, los accesorios, la cadena de suministro, los rendimientos y el hilo digital completo desde los materiales hasta los productos enviados.

Aunque las siglas parezcan sencillas, un gran programa utiliza cada fase para reducir sistemáticamente los riesgos, codificar los conocimientos en un Plan de Verificación del Diseño (DVP) y poner en marcha la producción con confianza estadística. A continuación profundizamos más, añadiendo elementos que a menudo se pasan por alto: DFx, hilo digital, ciberseguridad, sostenibilidad y la forma en que los datos y las decisiones fluyen por su fábrica.

¿CUÁNTO TARDA LA EVT PVT Y DVT?

La duración varía en función de la complejidad del producto, el alcance de la normativa y la preparación de la cadena de suministro. Rangos típicos:

• EVT: 6-12 semanas por iteración (los sistemas complejos pueden tener varios ciclos EVT)
• TVP: de 8 a 16 semanas (incluye cumplimiento total y fiabilidad; médico/automotriz puede ser más largo)
• PVT: 4-10 semanas (validación en rampa más pruebas piloto para comprobar el rendimiento y la cadencia)

Qué impulsa el tiempo:

• De la protoboard a los prototipos integrados (EVT): plazos de entrega de los componentes, madurez del firmware, disponibilidad de plantillas de prueba...
• Laboratorios externos (DVT): EMC, seguridad, certificaciones inalámbricas, biocompatibilidad o seguridad funcional.
• Preparación de la línea de producción (PVT): depuración de dispositivos, configuración de SPC, formación de operarios, integración de MES, validación de embalajes

Consejo profesional:

• Diseñe la estrategia de pruebas con antelación y comience la preconformidad en cuanto las placas sean funcionales. La paralelización puede ahorrar semanas, pero evite bloquear los diseños antes de cerrar las causas raíz.

DIFERENCIA ENTRE EVT Y DVT Y PVT

• EVT
  • Objetivo: Demostrar la arquitectura de ingeniería y la funcionalidad básica.
  • Construcción: Bajo volumen; a menudo construidos a mano o montados en laboratorio. Se esperan múltiples giros.
  • Flexibilidad: ECOs de alta velocidad, cambios de diseño, optimización de la lista de materiales.
• TVP
  • Objetivo: Validar el diseño final con respecto a todos los requisitos (funcionales, de fiabilidad, normativos).
  • Construye: Volumen medio; más cerca de los materiales y procesos de producción. Funciones congeladas salvo correcciones críticas.
  • Flexibilidad: Cambios medianamente controlados mediante ECO, con revalidación completa en caso necesario.
• PVT
  • Objetivo: Validar la línea de producción, el rendimiento, el tiempo de ciclo, la cobertura de las pruebas, el embalaje y la logística.
  • Construcciones: Volumen de producción piloto (de cientos a pocos miles, según el producto).
  • Flexibilidad: El diseño bajo se congela; se centra en el ajuste del proceso y la estabilidad de la cadena de suministro.

Nuevos elementos a tener en cuenta:

• Hilo digital: Cada prueba en EVT/DVT debe alimentar una única fuente de verdad (PLM/MES) utilizada en PVT y producción en masa.
• Ciberseguridad: El endurecimiento del firmware, el arranque seguro y la resiliencia OTA deben validarse antes del PVT.
• Sostenibilidad y conformidad: RoHS/REACH, reciclabilidad de embalajes y documentación sobre residuos electrónicos deben estar cerrados por PVT.

EVT DVP PVT OBJETIVOS GENERALES

Utilice un plan de verificación del diseño (DVP) para conectar los requisitos con las pruebas, las muestras y los criterios de aceptación:

• Objetivos de la EVT
  • Validación de la arquitectura; selección de componentes; definición de la estrategia DFx (DFM/DFA/DFT).
  • Establecimiento de la comprobabilidad: Acceso JTAG/escaneo de límites, cobertura de la cama de clavos, diagnósticos de firmware.
• Objetivos de la TVP
  • Ejecutar el DVP & Report (DVP&R). Demuestre el rendimiento funcional en distintos entornos y a lo largo del tiempo.
  • Superar la certificación previa y, a continuación, la certificación formal (CEM, seguridad, RF, médica/automotriz, según proceda).
• Objetivos PVT
  • Alcanzar el objetivo de rendimiento, Cp/Cpk para CTQ y cadencia en una línea estable.
  • Validar el embalaje, el etiquetado, la serialización y la logística posterior, incluidas las devoluciones/RMA.

EVT DVT PVT PRODUCCIÓN

• Producción EVT
  • Construcción de prototipos por lotes; métodos de montaje flexibles; reprocesado rápido.
  • Primeros aprendizajes del proceso: perfiles de reflujo, gestión de componentes MSL, viabilidad de SPI/AOI.
• Producción de TVP
  • Procesos y dispositivos próximos a la producción; cobertura de pruebas piloto con TIC/FCT.
  • Evaluación de la capacidad de los procesos de los proveedores; creación y control de unidades doradas.
• Producción PVT
  • Cualificación de la línea (IQ/OQ/PQ para industrias reguladas).
  • SPC habilitado en parámetros críticos; trazabilidad MES; serialización; control de calidad de productos acabados; pruebas de envasado ISTA.

EVT: ¿PRUEBA DE VALIDACIÓN DE INGENIERÍA?

La EVT se centra en probar el concepto de ingeniería y despejar incógnitas. La velocidad importa, pero se trata de aprender, no de pulir.

LISTA DE PRUEBAS DE LA ETAPA EVT

• Puesta a punto funcional
  • Secuenciación de potencia, estabilidad de raíles, comportamiento ante caídas de tensión
  • Arranque de firmware, esqueleto de arranque seguro, puertos de depuración
• Validación eléctrica
  • Integridad de la señal en buses de alta velocidad (PCIe, USB, DDR)
  • Integridad energética (ondulación/ruido, respuesta transitoria), mapeo térmico
• Selección de componentes y márgenes
  • Márgenes de tensión/corriente/temperatura; tolerancia del oscilador; adaptación del front-end de RF.
• Ajuste mecánico y robustez básica
  • Apilamientos de tolerancia; comprobaciones de interferencias; evaluaciones preliminares de caída/torsión.
• Tensión temprana de fiabilidad
  • HALT (Pruebas de vida útil altamente acelerada) para identificar los eslabones débiles
  • Ciclos térmicos exploratorios y exposición a la humedad
• Establecimiento DFx
  • DFM/DFA: panelización, espaciado, disponibilidad de alimentadores, viabilidad del perfil de reflujo
  • DFT: almohadillas ICT, exploración de límites (IEEE 1149.1/1149.6), puntos de prueba accesibles
• Comprobaciones previas de seguridad y CEM
  • Estrategia de puesta a tierra, viabilidad de fluencia/despeje (objetivos IEC 62368-1, 60601-1)
  • Comprobaciones puntuales de emisiones conducidas/radiadas; pruebas puntuales con pistola ESD
• Base de firmware y ciberseguridad
  • Registro y diagnóstico; arquitectura de actualización OTA; concepto de almacenamiento seguro de claves.
• Infraestructura de datos
  • Definir el esquema de los datos de prueba, los identificadores de unidad y los ganchos de trazabilidad para la posterior integración en MES.
• Análisis de riesgos
  • Borrador del DFMEA; identificación de los principales riesgos y plan de burn-down; experimentos PoC para validar los supuestos.

DVT : ¿PRUEBA DE VALIDACIÓN DEL DISEÑO?

La TVP valida que el diseño cumpla todos los requisitos de forma coherente. Es la puerta de entrada a la congelación del diseño y las certificaciones formales.

LISTA DE PRUEBAS DE DVT

• Validación funcional y de rendimiento
  • Conjunto completo de funciones en las esquinas ambientales (tensión, temperatura, humedad)
  • Rendimiento/latencia, precisión, duración de la batería, rendimiento de RF
• Fiabilidad y durabilidad
  • Pruebas de vida útil acelerada (ALT) conforme a las directrices JESD47/MIL-STD
  • Estimación MTBF; mecanismos de desgaste; ciclos de inserción de conectores
  • Entorno: ciclos térmicos, vibraciones (aleatorias/sinusoidales), golpes, niebla salina, si procede.
• Conformidad y certificación
  • EMC/EMI: normas FCC/CE/UKCA, CISPR
  • Seguridad: UL/IEC 62368-1, IEC 60601-1 (médica), seguridad funcional (ISO 26262)
  • Inalámbrico: PTCRB, homologaciones de operadores, Bluetooth SIG/Zigbee Thread
  • Medicina/biocompatibilidad: Serie ISO 10993; alineación ISO 13485 QMS
  • Automoción: AEC-Q, alineación APQP, planificación PPAP
• Validación de software y firmware
  • Verificación de congelación de características; suites de regresión; watchdog/rollback; gestión de fallos de OTA.
  • Ciberseguridad: arranque seguro, firma de firmware, pruebas de penetración en interfaces
• Validación mecánica y de materiales
  • Estudios de tolerancia; fluencia, desgaste; exposición a los rayos UV; inflamabilidad; resistencia química.
  • Normas cosméticas; aceptabilidad del acabado superficial (muestras doradas)
• Confirmación DFx
  • Medición de la cobertura de las TIC; informes sobre la cobertura de la exploración de límites; solidez de la lógica de aprobado/no aprobado de la FCT.
  • Cobertura AOI/radiografía; capacidad SPI; fiabilidad de la unión soldada
• Potencia y térmica
  • Consumo de energía en el peor de los casos; comportamientos de estrangulamiento térmico; rendimiento del disipador de calor.
• Embalaje y logística
  • Vibración de caída/transporte ISTA; compresión de cajas; conformidad de etiquetas; legibilidad de códigos de barras/serialización.
• Documentación y controles
  • Disciplina del proceso ECO; criterios de congelación de la lista de materiales; control de los dibujos/paquetes; preparación para la FAI.
• Datos y trazabilidad
  • Comprobación de la integridad de los datos, política de conservación; integración con PLM/MES; genealogía de lotes

PVT: PRUEBA DE VALIDACIÓN DE LA PRODUCCIÓN

La PVT demuestra que el producto puede fabricarse repetidamente con la calidad, el coste y la velocidad deseados. Valida todo el sistema: personas, procesos, equipos, materiales, software y datos.

PRINCIPALES PREOCUPACIONES DE LAS PVT

• Rendimiento y producción
  • Alcanzar el objetivo de rendimiento en la primera pasada y el rendimiento final; lograr la cadencia con tiempos de ciclo estables.
  • Identificar los principales modos de fallo; establecer flujos de reprocesamiento; medir la eficacia de la reparación.
• Capacidad del proceso y SPC
  • CTQ bajo control; los índices de capacidad Cp/Cpk cumplen los objetivos
  • Gráficos de control activos; planes de reacción definidos; calibración R&R completada.
• Calificación de la línea
  • IQ/OQ/PQ (especialmente para industrias reguladas); formación y certificación de operarios
  • Fiabilidad de las instalaciones; MSA en mediciones críticas; programas de mantenimiento preventivo.
• Preparación de la cadena de suministro
  • Aprovisionamiento múltiple de componentes críticos; seguimiento del ciclo de vida/PCN; estrategia de reservas de seguridad.
  • Control de calidad entrante, tarjetas de puntuación de proveedores; presentaciones PPAP/FAI cuando proceda.
• Endurecimiento de los sistemas de prueba
  • Fixtures ICT/FCT stable; false fail/false pass rates minimized
  • Unidades doradas bloqueadas y controladas; gestión de versiones de software y límites de prueba
• Integridad de los datos y MES
  • Serialización y trazabilidad entre estaciones; genealogía de lotes; cuadros de mando analíticos de aprobado/no aprobado
  • Integración de RMA/devoluciones para una retroalimentación rápida; alarmas SPC que alimentan CAPA
• Envasado y cierre de conformidad
  • Etiquetas finales, marcas de países (CE, UKCA), documentación de seguridad, manuales de usuario
  • Sostenibilidad: instrucciones de reciclaje, declaraciones de materiales (RoHS/REACH), cumplimiento de la normativa sobre residuos electrónicos
• Ciberseguridad en la producción
  • Provisión segura de claves y certificados; firma de firmware a escala
  • A prueba de manipulaciones y borrado seguro en los procesos de RMA

EVT VS DVT VS PVT CONCLUSIÓN

Un programa sólido trata la EVT, la DVT y la PVT como bucles de aprendizaje intencionales:

• La EVT explora y elimina los riesgos de la arquitectura.
• La DVT comprueba la adecuación del diseño a los requisitos y lo certifica.
• PVT demuestra una producción repetible y económica con datos y procesos sólidos.

Los factores diferenciales de los mejores equipos:

• DFx integrado desde el primer día (acceso a pruebas, fabricabilidad, montaje)
• Un DVP&R vivo vinculado a PLM/MES: el hilo digital que sobrevive en la producción en serie
• Ciberseguridad temprana y resistencia OTA, no atornillada al final
• Disciplina estadística (SPC, índices de capacidad, tamaños de muestra) combinada con una rápida determinación de la causa raíz.
• Sostenibilidad y conformidad integradas en los envases y la cadena de suministro

EVT DVT PVT - PREGUNTAS MÁS FRECUENTES

• ¿Cuántas unidades debemos construir en cada fase?
  • EVT: 10-50 unidades por iteración (más para variantes complejas). TVP: 50-300 unidades en función de las pruebas/ensayos de campo. PVT: de cientos a pocos miles para una prueba piloto significativa. Elija tamaños de muestra para lograr una confianza estadística (por ejemplo, 95% de confianza con una tasa de defectos aceptable) y ajústelos al perfil de riesgo.
• ¿Podemos omitir la EVT si ya hemos realizado el diseño en protoboard?
  • No se recomienda. La EVT descubre problemas de integración y limitaciones de comprobabilidad que los protoboards no revelan, especialmente las lagunas DFx y las realidades térmicas/mecánicas.
• ¿Cuál es la diferencia entre precertificación y certificación oficial?
  • La precumplimentación utiliza laboratorios internos o asociados para detectar problemas en una fase temprana. La certificación formal es un proceso regulado con laboratorios acreditados y documentación; los fallos aquí cuestan semanas. Realice la precertificación durante la TVP, no al final.
• ¿Cuándo debemos congelar la lista de materiales?
  • Congelar a finales de la EVT/principios de la DVT una vez que se haya demostrado el rendimiento y el riesgo de suministro sea aceptable. Una vez iniciada la TVP, los cambios se someten a ECO con planes de revalidación. Los componentes críticos deben contar con un seguimiento del ciclo de vida/PCN.
• ¿Cómo integramos las pruebas de software?
  • Tratar el firmware como un producto: pruebas unitarias, pruebas de integración, hardware-in-the-loop (HIL), suites de regresión, gestión de fallos OTA y validación de ciberseguridad (arranque seguro, imágenes firmadas, reversión).
• ¿Qué normas deben guiar la fiabilidad?
  • Consulte JESD47 para conceptos de vida útil acelerada, IPC-A-610 para calidad de montaje, IPC-2221 para normas de diseño, perfiles de vibración/choque MIL-STD cuando proceda, y normas específicas de productos (por ejemplo, ISO 10993 para medicina).
• ¿Qué es la DFx y por qué es importante en la EVT?
  • DFx (Diseño para X) incluye fabricación, montaje, pruebas, fiabilidad, coste y sostenibilidad. La incorporación temprana de DFT (bancos de pruebas, acceso JTAG, cobertura ICT) reduce las fugas y acelera el PVT.
• ¿Cómo gestionamos las unidades doradas y los accesorios?
  • Cree y registre unidades doradas en DVT; almacénelas en condiciones controladas; realice un seguimiento de la calibración y las versiones. Bloquee los límites de las pruebas; utilice la gestión de la configuración para los dispositivos y el código de prueba.
• ¿Cuáles son los escollos más comunes de la PVT?
  • Dispositivos de prueba inestables; formación insuficiente de los operarios; ausencia de planes de reacción SPC; validación tardía del embalaje; aprovisionamiento incoherente de firmware; gestión inadecuada del riesgo de los componentes.
• ¿En qué se diferencian los programas de automoción de los de medicina?
  • La automoción requiere APQP, PPAP y, a menudo, ISO 26262. Los productos sanitarios se rigen por la norma ISO 13485 con IQ/OQ/PQ, controles de diseño y gestión de riesgos según la norma ISO 14971. Es de esperar que los ciclos de DVT/PVT sean más largos y que haya más documentación.
• ¿Deberíamos usar HALT/HASS?
  • HALT en EVT/DVT expone rápidamente los puntos débiles del diseño. HASS (detección de tensiones) puede utilizarse en producción para productos de alta fiabilidad, pero hay que equilibrar costes y beneficios y definir cuidadosamente los criterios de escape.
• ¿Cómo planificar la sostenibilidad?
  • Validar RoHS/REACH, seleccionar embalajes reciclables, proporcionar orientación sobre el final de la vida útil y documentar las declaraciones de materiales. Tenga en cuenta los factores de uso de energía, reparabilidad y modularidad durante la TVP.
• ¿Cuál es el papel del hilo digital?
  • Una columna vertebral de datos unificada (PLM, MES, datos de prueba) garantiza la trazabilidad, acelera la causa raíz, soporta SPC y agiliza las auditorías de cumplimiento. Diseñe su esquema de datos durante EVT; ilumínelo en PVT.
• ¿Podemos solapar fases para ganar tiempo?
  • Sí, con conciencia del riesgo. Por ejemplo, comience la preconformidad durante el EVT tardío en placas casi finales. Solapar el PVT con la certificación final es arriesgado; asegúrese de que el diseño está congelado y preparado o podría multiplicar las repeticiones.
• ¿Cómo calculamos el tamaño de las muestras para que sean fiables?
  • Utilice los niveles de confianza deseados y los objetivos de tasa de fallos para calcular las muestras necesarias y la duración de las pruebas. Consulte a los ingenieros de fiabilidad; ajuste los perfiles ALT a las tensiones de campo previstas para evitar pruebas excesivas o insuficientes.

Si se planifica la DVP con antelación, se integran los DFx y se conectan las pruebas a un hilo digital vivo, la EVT/DVT/PVT se convierte en un viaje disciplinado desde la incertidumbre hasta una producción escalable y fiable.