機(jī)器人流程自動化技術(shù)助力測試儀器提高效率

產(chǎn)品創(chuàng)新正在催生新的功能特性，也讓研發(fā)（R&D）成本一路上升。在研發(fā)過程中，電子公司需要在元器件、人力和測試方面花費(fèi)大量資金。測試涵蓋了研發(fā)流程的每一個階段。在將一個新的設(shè)計(jì)要素融入產(chǎn)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(jìn)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(chǎn)品是由軟件控制，因此由軟件測得的設(shè)計(jì)所允許的輸出指標(biāo)就決定了產(chǎn)品的性能。對無線解決方案而言，這可能是研發(fā)過程中的一個額外步驟。為了確保它們不超出無線標(biāo)準(zhǔn)所設(shè)定的限制，工程師通常需要執(zhí)行很多重復(fù)測試。

設(shè)計(jì)、測試和驗(yàn)證不僅耗費(fèi)時間，還需要重復(fù)進(jìn)行，導(dǎo)致成本居高不下。設(shè)計(jì)驗(yàn)證工程師必須確保他們設(shè)計(jì)的解決方案既能在苛刻的環(huán)境下發(fā)揮良好，又能最大限度降低制造和驗(yàn)證階段的成本。圖 1 展示了針對產(chǎn)品生命周期的一個開發(fā)過程。這當(dāng)中的每個步驟都需要進(jìn)行測試、調(diào)試和驗(yàn)證。

圖 1. 產(chǎn)品生命周期開發(fā)示例

許多應(yīng)用采用自動化來提高效率。機(jī)器人流程自動化（RPA）有助于減少測試過程中的重復(fù)操作和體力勞動，例如點(diǎn)擊軟件和更換測試儀器。RPA 允許工程師在重復(fù)測試期間也能有充足精力處理其他項(xiàng)目或任務(wù)，從而加快硬件驗(yàn)證速度。在評估 RPA 是否能為設(shè)計(jì)驗(yàn)證工程師節(jié)省時間之前，我們必須首先了解測試和相關(guān)成本。 

硬件驗(yàn)證測試的時間和成本

談到測試設(shè)計(jì)所需的時間和成本，我們需要考慮許多重復(fù)性任務(wù)：

·       在仿真真實(shí)環(huán)境的條件下測試硬件

·       驗(yàn)證硬件確保其符合技術(shù)指標(biāo)、用戶期望和當(dāng)?shù)丨h(huán)境法規(guī)的要求

·       調(diào)試硬件，確保其在正常和異常條件下都能發(fā)揮預(yù)期性能

·       確保采取適當(dāng)?shù)陌踩胧?，且這些措施符合相應(yīng)的安全標(biāo)準(zhǔn)

每項(xiàng)測試的時間和成本都取決于手頭的項(xiàng)目或任務(wù)。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(xiàng)測試上花費(fèi) 12 個小時的時間。這里的假設(shè)前提是工程師正確執(zhí)行了所有步驟，每次測量都得到了預(yù)期的結(jié)果，并且儀器更改和調(diào)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(fù)流程實(shí)現(xiàn)自動化，就可以節(jié)省大量時間。

驗(yàn)證工程師會在配置的環(huán)境中執(zhí)行一項(xiàng)測量，然后停下來設(shè)置下一個環(huán)境，并再次執(zhí)行相同的測試。他們重復(fù)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(jìn)行硬件驗(yàn)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(diào)整設(shè)置。并非每項(xiàng)測試都使用相同的儀器或軟件，并且更改設(shè)置可能會導(dǎo)致測試時間加長。

圖 2. 在被測器件上進(jìn)行硬件驗(yàn)證的工作流程示例

測試環(huán)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(huán)境不支持某些軟件或儀器，測試就可能會出現(xiàn)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(fèi)更多的時間和成本，導(dǎo)致每項(xiàng)任務(wù)需要更多的測試時間。

將每個配置擴(kuò)展到 10 或 20 個任務(wù)可能會導(dǎo)致項(xiàng)目延遲、成本增加。隨著每項(xiàng)任務(wù)的深入進(jìn)行，我們會看到研發(fā)過程中開發(fā)和驗(yàn)證測試的實(shí)際成本，也會看到每項(xiàng)測試中一個共同的成本問題：時間。

節(jié)省硬件驗(yàn)證測試時間

每個企業(yè)主都知道，一個項(xiàng)目或任務(wù)如果需要花費(fèi)大量時間，那就意味著要花費(fèi)更多成本。然而，倉促地完成工程硬件驗(yàn)證或者是偷工減料可能會導(dǎo)致災(zāi)難性的失敗。因此，要想縮短每項(xiàng)任務(wù)所花費(fèi)的時間，最好的辦法就是更高效地完成任務(wù)。大批量測試環(huán)境需要提高效率。測量步驟必須注重執(zhí)行速度。要想優(yōu)化測試，開發(fā)人員需要掌控一切。測試工程師對如下幾個優(yōu)化障礙一定不陌生：

·       儀表解決方案可能來自多家制造商

·       預(yù)先配置的分析例程通常欠缺速度和靈活性

·       測試應(yīng)用軟件完成了比需要的數(shù)量更多的測量

·       具有并行分析能力的設(shè)備操作起來可能比較復(fù)雜且效率低下

測試的每一步都存在人為失誤風(fēng)險。對這些優(yōu)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(fēng)險。執(zhí)行大量繁瑣、重復(fù)的任務(wù)可能會導(dǎo)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(yàn)證帶來重大錯誤，導(dǎo)致巨大的人為失誤風(fēng)險。

一旦這樣的錯誤發(fā)生，工程師需要花費(fèi)更多時間重新進(jìn)行測試，這意味著要在研發(fā)上投入更多的成本和時間。RPA 有助于加快調(diào)試和驗(yàn)證過程，同時最大限度降低人為失誤。自動化消除了小調(diào)整被忽略的風(fēng)險，因?yàn)樗鼤?yán)格執(zhí)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(huán)境中對 RPA 展開評測。RPA 必須能夠通過參數(shù)配置來實(shí)現(xiàn)復(fù)雜工作流程的配置和構(gòu)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(diǎn)，如果工程師不在附近，軟件自動化需要啟用遠(yuǎn)程訪問，才能有人檢查測試狀態(tài)并啟用參數(shù)變更。使用多家制造商的測試儀器會導(dǎo)致另外的自動化挑戰(zhàn)和優(yōu)化障礙。

最后，所有這些要求本身就很有挑戰(zhàn)，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(dǎo)致效率下降。因此，自動化軟件應(yīng)當(dāng)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(xiàng)測試中，工程師需要花費(fèi)幾個小時去執(zhí)行不同的測量。RPA 可以通過更改儀器測量參數(shù)或者是切換不同的應(yīng)用軟件來進(jìn)行不同的測量，從而幫助工程師完成重復(fù)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(xiàng)目。由于測試時間減半，項(xiàng)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(xiàng)任務(wù)，現(xiàn)在變成了可以完成八項(xiàng)任務(wù)。在制造過程中，更好地利用測試時間可以實(shí)現(xiàn)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(wù)的效率外，自動化還有助于提高員工的績效。在重復(fù)性任務(wù)上耗費(fèi)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?qū)崿F(xiàn)更好的性能和結(jié)果，因此工程師可以處理多個項(xiàng)目，而無需擔(dān)心發(fā)生延誤或達(dá)不到性能目標(biāo)。 

將 RPA 融入測試儀器環(huán)境有助于通過硬件驗(yàn)證和測試來增加創(chuàng)新，并通過員工滿意度的提升來促進(jìn)創(chuàng)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(fù)性的測試任務(wù)。RPA 可以幫助我們節(jié)省寶貴的時間。