機器人流程自動化技術助力測試儀器提高效率

　　作者：是德科技射頻測試軟件產品營銷經理 Andrew Herrera

　　
　　產品創新正在催生新的功能特性，也讓研發（R&D）成本一路上升。在研發過程中，電子公司需要在元器件、人力和測試方面花費大量資金。測試涵蓋了研發流程的每一個階段。在將一個新的設計要素融入產品之前，制造商必須測試該要素的性能。即便是只用成本更低或性能更高的元器件替換某個小元器件，他們也必須要重新進行測試。
　　
　　這種要求不僅適用于元器件，也適用于軟件。由于許多產品是由軟件控制，因此由軟件測得的設計所允許的輸出指標就決定了產品的性能。對無線解決方案而言，這可能是研發過程中的一個額外步驟。為了確保它們不超出無線標準所設定的限制，工程師通常需要執行很多重復測試。
　　
　　設計、測試和驗證不僅耗費時間，還需要重復進行，導致成本居高不下。設計驗證工程師必須確保他們設計的解決方案既能在苛刻的環境下發揮良好，又能最大限度降低制造和驗證階段的成本。圖 1 展示了針對產品生命周期的一個開發過程。這當中的每個步驟都需要進行測試、調試和驗證。

　　
　　圖 1. 產品生命周期開發示例
　　
　　許多應用采用自動化來提高效率。機器人流程自動化（RPA）有助于減少測試過程中的重復操作和體力勞動，例如點擊軟件和更換測試儀器。RPA 允許工程師在重復測試期間也能有充足精力處理其他項目或任務，從而加快硬件驗證速度。在評估 RPA 是否能為設計驗證工程師節省時間之前，我們必須首先了解測試和相關成本。
　　
　　硬件驗證測試的時間和成本
　　
　　談到測試設計所需的時間和成本，我們需要考慮許多重復性任務：
　　
　　·      在仿真真實環境的條件下測試硬件
　　
　　·      驗證硬件確保其符合技術指標、用戶期望和當地環境法規的要求
　　
　　·      調試硬件，確保其在正常和異常條件下都能發揮預期性能
　　
　　·      確保采取適當的安全措施，且這些措施符合相應的安全標準
　　
　　每項測試的時間和成本都取決于手頭的項目或任務。我們以每次測試三個小時為例來看一下。上面的四個示例需要工程師在四項測試上花費 12 個小時的時間。這里的假設前提是工程師正確執行了所有步驟，每次測量都得到了預期的結果，并且儀器更改和調整期間沒有出錯。如若不然，測試時間可能會從三個小時延長到四、五個小時。如果能將工程師的重復流程實現自動化，就可以節省大量時間。
　　
　　驗證工程師會在配置的環境中執行一項測量，然后停下來設置下一個環境，并再次執行相同的測試。他們重復這個過程，直到完成全部場景的測試。圖 2 是一個在被測器件上進行硬件驗證的工作流程示例。在整個過程中，工程師需要切換測試儀器、更換探頭和硬件并調整設置。并非每項測試都使用相同的儀器或軟件，并且更改設置可能會導致測試時間加長。

　　
　　圖 2. 在被測器件上進行硬件驗證的工作流程示例
　　
　　測試環境各不相同，工程師的測試臺上有多種制造測試儀器。如果測試環境不支持某些軟件或儀器，測試就可能會出現問題。在這種情況下，就需要切換儀器或必須訂購兼容的新儀器，因而浪費更多的時間和成本，導致每項任務需要更多的測試時間。
　　
　　將每個配置擴展到 10 或 20 個任務可能會導致項目延遲、成本增加。隨著每項任務的深入進行，我們會看到研發過程中開發和驗證測試的實際成本，也會看到每項測試中一個共同的成本問題：時間。
　　
　　節省硬件驗證測試時間
　　
　　每個企業主都知道，一個項目或任務如果需要花費大量時間，那就意味著要花費更多成本。然而，倉促地完成工程硬件驗證或者是偷工減料可能會導致災難性的失敗。因此，要想縮短每項任務所花費的時間，最好的辦法就是更高效地完成任務。大批量測試環境需要提高效率。測量步驟必須注重執行速度。要想優化測試，開發人員需要掌控一切。測試工程師對如下幾個優化障礙一定不陌生：
　　
　　·      儀表解決方案可能來自多家制造商
　　
　　·      預先配置的分析例程通常欠缺速度和靈活性
　　
　　·      測試應用軟件完成了比需要的數量更多的測量
　　
　　·      具有并行分析能力的設備操作起來可能比較復雜且效率低下
　　
　　測試的每一步都存在人為失誤風險。對這些優化障礙而言，如果輸入不正確，儀器更換或測量就存在出錯的風險。執行大量繁瑣、重復的任務可能會導致工程師忽略某些小步驟。這些看似微不足道的問題可能會給測試驗證帶來重大錯誤，導致巨大的人為失誤風險。
　　
　　一旦這樣的錯誤發生，工程師需要花費更多時間重新進行測試，這意味著要在研發上投入更多的成本和時間。RPA 有助于加快調試和驗證過程，同時最大限度降低人為失誤。自動化消除了小調整被忽略的風險，因為它會嚴格執行每一個步驟，無論這個步驟是多么乏味。
　　
　　我們在測試儀器環境中對 RPA 展開評測。RPA 必須能夠通過參數配置來實現復雜工作流程的配置和構建。如果自動化需要工程師來啟用變更，它的效率就得不到保障。考慮到這一點，如果工程師不在附近，軟件自動化需要啟用遠程訪問，才能有人檢查測試狀態并啟用參數變更。使用多家制造商的測試儀器會導致另外的自動化挑戰和優化障礙。
　　
　　最后，所有這些要求本身就很有挑戰，如果工程師必須編寫代碼來啟用這個過程，那就會增加更多的成本和時間，導致效率下降。因此，自動化軟件應當允許記錄、回放和共享自動化測試，所有這些都無需手動編寫軟件代碼。
　　
　　在一項測試中，工程師需要花費幾個小時去執行不同的測量。RPA 可以通過更改儀器測量參數或者是切換不同的應用軟件來進行不同的測量，從而幫助工程師完成重復性測試。這樣就會提高性能和效率，讓測試工程師能夠集中精力投入下一個項目。由于測試時間減半，項目得以按時甚至提前完成，因此之前 12 個小時只能完成四項任務，現在變成了可以完成八項任務。在制造過程中，更好地利用測試時間可以實現更高的投資回報。
　　
　　RPA 是測試儀器的理想選擇
　　
　　除了提高測試任務的效率外，自動化還有助于提高員工的績效。在重復性任務上耗費很長時間會給員工造成壓力，影響他們的績效。由于自動化能夠實現更好的性能和結果，因此工程師可以處理多個項目，而無需擔心發生延誤或達不到性能目標。
　　
　　將 RPA 融入測試儀器環境有助于通過硬件驗證和測試來增加創新，并通過員工滿意度的提升來促進創新效率的提升。RPA 的目的不是要增加測試儀器的操作難度，而是要接受和引入重復性的測試任務。RPA 可以幫助我們節省寶貴的時間。