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徳島の「学校タブレット端末故障問題」にみる、品質検証の重要性

Allion Labs 技術の急速な発展に伴い、デジタル教育の普及と必要性は進んでいます。デジタル教育世代に生まれた学生たちは受け身の学習ではなく、より積極的に参加するかたちが主体となっています。急激に進む教育の情報化の波に、タブレット端末は教育現場に欠かせない存在になりました。インタラクティブな教育ソフトウェアを通じて、生徒は抽象的な概念をより簡単に理解することができ、教育者は柔軟に教育内容の調整を行い、個人に合った学習体験を提供することができます。そのため各国の教育機関はタブレット端末を大量に購入し、生徒のタブレット端末使用比率が高まることで、全体的な教育の質を向上させることが期待されます。 なぜ品質検証が重要か?徳島の「1人1台タブレット事件」を例に 各国の政府はタブレットを大量に購入する前、受入テスト合格水準が入札書に明確に記載され、設定されているか把握するなど、その機能仕様や品質要件を考慮していたでしょうか。さらに、政府の調達担当者はタブレット関連の技術仕様について本当に十分に理解しているでしょうか。品質確認を行うにあたり十分な専門知識を保有しているでしょうか。上記の懸念点は、各国の政府がタブレットを大量に購入する際に直面する重要な問題でしょう。最近、日本で関連ケースがありました。 一人一台のタブレットを普及させるために、徳島県教育委員会は、県立高校など28校に2020年に中国製のタブレット1万6,500台を配布しました。しかし、2021年使用開始時すでに694台、2022年には627台の故障が発生し、2023年9月までには驚愕の約17%に当たる2,859台のタブレットが故障したと発表されました。この結果を受け、学校では1台のタブレットを複数の生徒で共有して応急的に対応するようになり、授業に支障を来しています。また、この故障が相次いでいる問題で、徳島県教育委員会の教育長は記者会見を開き、謝罪しました。 NHKニュースによると、調達されたタブレットの故障率は17.3%に達し、今後も増加する可能性があります。この事件は間違いなく、出荷前のタブレットの品質検証が不十分であった典型的な例です。政府の調達担当者からすると、品質要件や検証機関の委託に関する規則を設定されても、効果的に実施できることを100%保証することはできないと考えられます。 調達の受入テスト合格基準はどのように策定されるか?品質検証の専門家による取り組みとは? アリオンは、品質検証コンサルティングサービスの分野で30年以上の経験を持ち、さまざまな電子製品の技術仕様や品質要件に豊富なノウハウがあります。電子製品を調達する際には、調達書や入札書に技術仕様基準、品質要件、出荷前の受け入れ水準検査策定を、各国の政府や企業対して支援することが可能です。 徳島県のタブレット事件を例として、アリオンは三段階の受入テストを提案します。  第一段階:製品の動作温度と振動が表記されている製品仕様に適合するか確認  10台のサンプルを選択し、表記されている動作温度と振動範囲を基準に、10のサイクルを受入テスト合格水準として包括的な循環テストを実施します。低温から高温、振動なしから最大値振動までのサイクルで、10台すべてのタブレットが正常に動作するかどうか確認します。 この段階の受入テスト合格条件は「合格率100%」としており、このようにしてようやく製品仕様と実際の使用時との適合を確認できます。  第二段階:製品の動作限界条件を確認  第2段階では、5枚のフラットパネルを使用し、装置を使って製品の動作の3つの限界(最高温度、最低温度、最大振動)を見つけることを推奨しており、これらの限界値を製品の仕様と比較します。例えば一般的な電子製品の場合、製品の故障率を効果的に低減するためには動作限界は表記されている仕様よりも少なくとも10%上回る必要があり、この段階での受入テスト合格条件としています。 [...]

Thunderbolt音声と映像が転送失敗に陥る原因とは?

Allion Labs Thunderboltは近年高速インターフェースの代表となっており、この仕様は個人向けノートパソコン、拡張ポート、ディスプレイ、外付けハードドライブ、グラフィックスカードなどの用途で広く普及しています。このインターフェースはデータ転送だけでなく、ディスプレイとの間で音声/映像の転送も可能で、ユーザーはThunderboltを通じて高解像度の画面を楽しむことができます。しかし、高品質の音声/映像転送が重要なセールスポイントでありながら、実際に接続する際に表示に問題が発生した場合、ユーザーの評価と体験が根本的に損なわれる可能性があります。本文では、アリオンが実際に発見した状況とその解決策をご紹介します。 Thunderboltの音声と映像転送の異常 ThunderboltノートパソコンはThunderboltケーブルを使用してディスプレイに接続でき、高解像度のビデオやゲームを楽しんだり、さらにはディスプレイをハブとして使用して、他のディスプレイやストレージなどを追加で接続することもできます。 アリオンは専門のラボとして豊富なテスト経験がありますが、ノートパソコンをディスプレイに接続しても反応がなかったり、接続に成功したサウンドが聞こえてもすぐに接続が切断されてしまい、デバイスマネージャーやThunderboltコントロールセンターでディスプレイが表示されなくなり、その後、ケーブルを再度差し込んだりシステムを再起動するなど、さまざまなトラブルシューティングを行っても、結局反応しないというケースが多々ありました。  問題点の分析  アリオンの技術コンサルティングチームの分析により、問題がノートパソコンのSBU(Sideband Use)の電圧が低すぎることに起因していることが判明しました。SBUは、Thunderbolt製品間で初期接続通信に使用され、Thunderbolt製品が通信する際、SBUの電圧レベルが正しいかどうかを判断して正しい接続を確立し、デバイスが正常に動作できるようにします。したがって、一方のデバイスがもう一方のSBU電圧レベルが正しくないと検出すると、接続に失敗してデバイスは正常に動作しなくなります。 以下の図に示すように、2つのThunderbolt製品が接続される瞬間、SBUを介して通信が行われ、SBU信号の高電圧および低電圧レベルが確認されます。電圧値が高すぎたり低すぎると、デバイスの接続に失敗して使用できなくなります。  解決策  アリオンは豊富な経験と専門的な設備を備え、この問題点を解決できるよう、特定のテストフィクスチャとオシロスコープを使用し、SBU検証ソリューションを実行しました。 これにより製品の接続品質を確保し、音声/映像転送ができないことが製品出荷後に判明し、エンドカスタマーから商品を返品されるリスクを事前に回避ですることができます。 Faster、Easier、Better ― 最も信頼できるThunderbolt周辺製品検証コンサルタント アリオンはThunderboltの公式認証試験機関として、システム認証や互換性テストなどの分野で数十年以上の経験があり、専門的且つ経験豊富なベテランエンジニアが迅速かつ正確に問題を特定し、解決策を提供します。 [...]

USBデバイスが正常に動作しないのはなぜ?

Allion Labs 「挿すだけですぐ使える」超簡単!USBが主流の転送インターフェースに USBは登場以来、「挿すだけですぐ使える」という特性から普及が急速に進み、現在では最も普及している転送インターフェースとなっています。今や、誰もが生活の中でコンピューターを使う以上、USBの使用は避けられません。 しかし、USB製品の設計で注意しなければ、使用時にさまざまな問題が発生する可能性があります。ユニバーサルインターフェースでありながら、使用時に使えない状況が発生すると、ユーザーはイライラしてしまいます。これは、主要なUSBデバイスの開発者やブランドメーカーにとって、注意しなければならない問題となっています。 USBデバイスが正常に動作しないのはなぜ? USBが正常に機能するためには、接続においてホスト、ケーブル、デバイスの3つのカテゴリの製品が不可欠です。これら3種類の製品を設計する際に、信号伝送の品質、電源(給電/電圧降下/消費電力)の安定性、ホストとデバイス間の接続性をそれぞれ個別に考慮する必要があります。いずれか一つで問題が発生すれば、製品は宣伝しているようなパフォーマンスを発揮できず、デバイスは低速でしか動作しなくなり、深刻な場合は接続されているUSB製品が破損し、正常に機能しなくなり修理が必要になります。これでは、メーカーのコスト負担が増えるだけでなく、ブランドイメージが大きく損なわれる可能性があります。 以下はアリオンが取り扱った実際の事例で、お客様の製品の問題を発見し解決策の提案を行いました。  利用シナリオ  1. ホストは一般的なWindows PCまたはApple/Androidタブレット 2. デバイスは音楽音声用ミキサーで、安定した動作には15W(5V/3A)が必要 3. ホストとデバイスはUSB-Cケーブルを介してUSB 2.0データおよび15W電源を伝送  問題点  [...]

「錫ウィスカ」が屋外監視カメラの故障を引き起こす原因に?

Allion Labs 科学技術の進歩に伴い、現代社会における膨大な交通の管理や治安維持といった行動管理に対応するため、屋外監視カメラを設置・徹底する必要が高まっています。鋭い観察力を持つ人なら、大都市でも小さな町でも、交差点や路地のほぼどこにでも屋外監視カメラが設置され、その数が年々増加していることに気付いていることでしょう。さらに、スマートホームの普及も相まって、家庭用ドア監視カメラも過去十年間で着実に成長しています。 公共の場所であれプライベートエリアであれ、監視カメラの消費ニーズが急速に増加する中で、当然のことながら、このパイの獲得を狙う多くのメーカーから投資が集まっています。ビジネスチャンスをつかむため、各メーカーは品質検証要件とテストスケジュールを大幅に短縮する必要があり、これに伴う潜在的なリスクとして、監視カメラの故障率が上昇する可能性があります。 一般的な品質検証に比べて、信頼性検証は比較的時間がかかるため、メーカーはビジネスチャンスを獲得しようとする中で、信頼性検証の項目や長時間の高温高湿度テストを削減・省略しがちです。これでは、錫ウィスカのチェック項目が見落され、将来的に製品の故障要因となり、メーカーは高い代償を支払うことになります。 錫ウィスカ(Tin Whiskers)とは? ウィスカは別名「ひげ結晶」とも呼ばれ、一種の「ストレスをやわらげる」行為です。簡単に言うと、はんだの表層に有機物(酸素、硫黄、炭素など)が混入すると、錫の晶格の組成が圧縮されて内部応力が発生し、純錫の原子が放出されウィスカが形成されます。 近年では環境保護の観点から、エレクトロニクス業界では従来の鉛入りはんだが徐々に鉛フリーのはんだに置き換わり、鉛フリーはんだの錫の含有率は通常95%を超えています。しかし、錫の純度が高いほど錫ウィスカが生成されやすくなり、環境温度や湿度の違いも、錫ウィスカの成長速度に影響する重要な要素となっています。 電子機器が突然起動しなくなる可能性とは? 錫ウィスカが長くなりすぎて2つのピンが接続されると、電気伝達障害やショートが発生し、製品が損傷する可能性があります。 Faster、Easier、Better ― 最も信頼できる製品信頼性検証コンサルタント  ・温湿度テストを通じて、製品に錫ウィスカが形成されていないかを観察する  アリオンは、さまざまな温湿度テスト環境を提供しています。長時間の高低温サイクルテストや高温高湿テストを行うだけで、製品がその環境に長時間さらされた結果、錫ウィスカが発生していないかを観察することができます。  ・専門的な技術力と包括的なハイエンドテスト設備  [...]