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解決方案|基于ATECLOUD電源模塊及單板性能自動化測試方案
一,、背景介紹
客戶使用直流電源,、交流電源、直流負(fù)載,、示波器,、數(shù)據(jù)記錄儀、功率分析儀,、CAN卡,、工控機(jī)等儀器對電源模塊及單板進(jìn)行功能和性能方面的測試，目前想要能夠通過硬件自動化測試分析系統(tǒng)搭配對應(yīng)儀器實(shí)現(xiàn)自動化測試,，提升測試效率,。
二、用戶痛點(diǎn)
（1）采用手動測試的方式,，耗費(fèi)人力,，效率低；
（2）測試產(chǎn)品,、測試項(xiàng)目多,，針對不同的測試項(xiàng)目需要人為手動更換儀器，記錄測試數(shù)據(jù),，出報(bào)告等,，流程繁瑣。
三,、系統(tǒng)功能需求
（1）測試項(xiàng)模塊化且可選配(輸入?yún)?shù)可修改/配置)
（2）測試過程有完善的安全防護(hù)功能;(遇到異常/超過一定范圍的輸入輸出能緊急斷電)
（3）測試過程中的測試項(xiàng)完成后可自動切換到下一個測試項(xiàng)繼續(xù)測試,，不需要人為干預(yù);
（4）測試報(bào)告自動生成(包含詳細(xì)的測試步驟和實(shí)測數(shù)據(jù)，以及判斷標(biāo)準(zhǔn)和結(jié)論)
（5）具備對測試數(shù)據(jù)(如信號波形等)處理和分析的能力,，并能直接輸出最終的測試結(jié)果;
（6）具備長時間(24H以上)持續(xù)保存測試數(shù)據(jù)的功能;
（7）能適配目前通用標(biāo)準(zhǔn)的所有模式下12C/SPI等總線物理層/協(xié)議層的測試,，并預(yù)留可擴(kuò)充測試其他總線的功能;
（8）系統(tǒng)硬件滿足客戶所需的性能指標(biāo);
四、解決方案
根據(jù)客戶提供的測試報(bào)告，我們總結(jié)出對應(yīng)的測試方案,，總共包括9個測試產(chǎn)品,，分別為EAMR4850Z整流模塊測試、DCDC模塊主功率電路測試（滴滴換電柜）,、U22_MP2617HGL (純外電)測試,、U24_WL2801E測試、雙向DCDC模塊EMC測試,、AFE1和MCU質(zhì)檢的隔離12C測試（信號時序待差分探頭到位補(bǔ)測）,、500W單項(xiàng)充電器、雙向逆變充電器（2kw）,、5kw直流充電樁（輸入市場標(biāo)準(zhǔn)的直流充電樁輸出）,，并且項(xiàng)目所用儀器放置在1.8米機(jī)柜內(nèi)，針對這9個測試產(chǎn)品的測試方案以及儀器選型（所有儀器指標(biāo)均滿足客戶所需的性能指標(biāo)）
五,、系統(tǒng)功能介紹
3.1,、系統(tǒng)介紹
本次系統(tǒng)基于我方研發(fā)的ATECLOUD平臺上搭建，ATECLOUD平臺是專業(yè)針對自動化測試的測試云平臺,，不同于大部分客戶原先的LABVIEW,、C等文字或圖形編程，同時基于云平臺可將多個測試方案集中管理及維護(hù),。
硬件自動化測試分析系統(tǒng)針對用戶目前所出現(xiàn)的問題及需求,，從設(shè)備層、接入層,、數(shù)據(jù)層,、業(yè)務(wù)層、應(yīng)用層,、展示層六個維度的配合客戶測試場景,，實(shí)現(xiàn)自動化測試。軟件架構(gòu)圖如下：
（1）其中設(shè)備層基于客戶需要使用的設(shè)備儀器（直流電源,、電子負(fù)載,、功率計(jì)、直流電源,、示波器、CAN卡等）進(jìn)行兼容維護(hù),；
（2）接入層能適配目前通用標(biāo)準(zhǔn)的所有模式下12C/SPI等總線物理層/協(xié)議層的測試,，并預(yù)留可擴(kuò)充測試其他總線的功能;
（3）數(shù)據(jù)層實(shí)現(xiàn)客戶對于試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析處理、記錄,、導(dǎo)出,，提供豐富算法模型，提供高質(zhì)量的分析報(bào)告,，挖掘數(shù)據(jù)價值,。并支持將測試數(shù)據(jù)導(dǎo)出系統(tǒng),，或預(yù)留接口與客戶原有的算法平臺進(jìn)行對接等。
（4）業(yè)務(wù)層可實(shí)現(xiàn)對客戶的9個產(chǎn)品方案進(jìn)行搭建,，用戶可多種工步組合配置（即測試項(xiàng)目）保存后可重復(fù)使用,，配置一次，可完成批量測試,。
（5）應(yīng)用層可實(shí)現(xiàn)無代碼快速搭建方案,、可對客戶使用的儀器進(jìn)行兼容和管理、可對客戶測試人員進(jìn)行分層管理,、可對搭建好的產(chǎn)品方案進(jìn)行調(diào)用,、也可以自行搭建新方案、對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行管理,、形成可視化報(bào)表等,。
（6）采用云端的方式，客戶可以從谷歌瀏覽器(Chrome),、火狐瀏覽器(FireFox),、Edge、Safari等進(jìn)入測試系統(tǒng),，方便快捷,。
3.2、系統(tǒng)功能介紹
系統(tǒng)總共包含五個部分,，分別是權(quán)限管理,、運(yùn)行測試、記錄報(bào)告,、數(shù)據(jù)洞察和儀器維護(hù),。
（1）運(yùn)行測試
A、功能描述
運(yùn)行測試部分分為工位配置,、信息配置,、項(xiàng)目維護(hù)、測試圖,、方案維護(hù)和方案運(yùn)行6個模塊,。用戶可多種工步組合配置（即測試項(xiàng)目）保存后可重復(fù)使用，配置一次,，可完成批量測試,，能夠?qū)崿F(xiàn)測試數(shù)據(jù)和圖片數(shù)據(jù)的連續(xù)自動存儲。減少試驗(yàn)的重復(fù)操作,。系統(tǒng)具有對設(shè)備的自檢功能,，若出現(xiàn)設(shè)備離線或本次測試所用設(shè)備不存在的情況，開始測試前系統(tǒng)會自動提示用戶，所需設(shè)備不存在/離線,，無法開始測試,。測試過程實(shí)時觀測，自動判別產(chǎn)品是否合格,，支持圖片的連續(xù)單張存儲或連續(xù)存儲,。如圖3.2.1所示。
工位配置模塊：是對工位設(shè)備信息的管理和維護(hù),，
信息配置模塊：用于不同用戶測試信息自定義,，例如：批次編號、訂單編號,、溫度,、濕度等；可以通過搜索關(guān)鍵詞進(jìn)行查詢,，包含信息名稱,、信息類型、是否必填（運(yùn)行測試時必須輸入該信息才可測試）,、是否可搜索（打開可搜索,，測試記錄顯示搜索框，可查找準(zhǔn)確定位）,、以及編輯和刪除,，新增等配置。
項(xiàng)目維護(hù)模塊：該模塊用于測試工步搭建,，采用積木的形式配置測試項(xiàng)目,，便于后期產(chǎn)品升級或同系列產(chǎn)品研發(fā)測試時的快速修改，利于維護(hù),。
測試圖模塊：該模塊由節(jié)點(diǎn)區(qū)域,、測試圖區(qū)域、參數(shù)配置區(qū)域組成,。其中節(jié)點(diǎn)區(qū)域包括設(shè)置讀取工步,、等待工步、條件工步,、循環(huán)工步,、計(jì)算工步和條件工步等。
方案維護(hù)：該模塊是用于多個項(xiàng)目功能組合,，并進(jìn)行閾值配置,，組成一套完整的測試流程，用于測試,。
B、模擬客戶使用場景：
我方將客戶提供的現(xiàn)有的9種測試產(chǎn)品按照分為9個測試項(xiàng)目，可以實(shí)現(xiàn)將測試項(xiàng)模塊化管理,，每個測試項(xiàng)目對應(yīng)單獨(dú)的方案,，且可選配(輸入?yún)?shù)可修改/配置)。以U24_WL2801E測試為例：
我方先將U24_WL2801E測試的工位設(shè)備信息進(jìn)行編輯錄入,，新增工位自動生成秘鑰和BOX綁定,，編輯工位名稱為U24_WL2801E測試工位，并錄入此測試所用到的直流電源,、電子負(fù)載,、示波器的型號、序列號以及用戶的資產(chǎn)編號,。
然后對U24_WL2801E測試的信息進(jìn)行配置,，如此電源模塊的訂單批次、訂單編號,、測試溫濕度等信息,。
將U24_WL2801E測試的方案按照實(shí)際的測試流程進(jìn)行搭建，考慮客戶的使用場景,，通過拖動工步和連線的形式完成組合,，工步類型包含設(shè)置讀取工步、等待工步,、條件工步,、循環(huán)工步、計(jì)算工步和條件工步,。并編輯工步的屬性,、參數(shù)、所有工步參數(shù)均支持使用全局變量,，工步之間可以通過連接執(zhí)行的順序,。搭建好的方案會顯示在“方案運(yùn)行"的界面上，用戶可進(jìn)行調(diào)用測試,。
用戶進(jìn)入方案運(yùn)行后點(diǎn)擊界面上的U24_WL2801E測試方案,，點(diǎn)擊運(yùn)行，如圖3.2.2所示,，包含靜態(tài)文波測試,、動態(tài)響應(yīng)測試、環(huán)路測試,、上下電測試,、效率及功耗測試、開關(guān)應(yīng)力測試,、輸出過流及短路測試及恢復(fù),、輸出過壓保護(hù)測試,、snubber電阻功耗測試的9個測試項(xiàng)就可以按順序進(jìn)行自動化測試，測試過程中的測試項(xiàng)完成后可自動切換到下一個測試項(xiàng)繼續(xù)測試,，不需要人為干預(yù),，最終的測試結(jié)果會呈現(xiàn)在軟件界面上，具備對測試數(shù)據(jù)(如信號波形等)處理和分析的能力,，并能直接輸出最終的測試結(jié)果,。如圖3.2.3所示。
測試過程有完善的安全防護(hù)功能,，模塊能夠自定義觸發(fā)事件,、觸發(fā)條件以及觸發(fā)條件后需要執(zhí)行的操作，在測試過程自動處理異常報(bào)警,。靈活配置適用于所有場景測試,，如可以設(shè)置各種保護(hù)條件，防止測試的電源樣機(jī)可能有故障,，避免更多的元器件損壞而在第一時間讓電源和負(fù)載進(jìn)行關(guān)閉,。
（2）記錄報(bào)告
A、功能描述
已完成的歷史測試以列表的形式展示,，并可根據(jù)試驗(yàn)的關(guān)鍵信息,、時間等條件進(jìn)行查詢。對每一次歷史試驗(yàn),，可以進(jìn)行試驗(yàn)基本信息,、試驗(yàn)時間信息、試驗(yàn)報(bào)警記錄信息,、設(shè)備運(yùn)行記錄信息,、試驗(yàn)數(shù)據(jù)監(jiān)測通道信息的詳細(xì)查看，并可進(jìn)一步查詢每個監(jiān)測點(diǎn)的歷史記錄,。如圖3.2.4所示,。
B、模擬客戶使用場景：
測試數(shù)據(jù)可自動生成分析報(bào)告,，用戶可以通過對原始數(shù)據(jù)的過濾形成數(shù)據(jù)報(bào)告并導(dǎo)出(包含詳細(xì)的測試步驟和實(shí)測數(shù)據(jù),，以及判斷標(biāo)準(zhǔn)和結(jié)論)?？蓪Ξ?dāng)前工位使用的測試設(shè)備進(jìn)行報(bào)表導(dǎo)出,。例如U24_WL2801E測試完成后，用戶根據(jù)測試時輸入的產(chǎn)品編號可迅速定位想要的報(bào)告記錄,，點(diǎn)擊操作可以對報(bào)告進(jìn)行本地導(dǎo)出,。
（3）數(shù)據(jù)洞察
A、功能描述
采用數(shù)據(jù)權(quán)限,，可為不同的管理層創(chuàng)建數(shù)據(jù)看板,，無憂管理,，高效生產(chǎn)，用戶可自定義分析圖表,，多層級,、多維度的展現(xiàn)生產(chǎn)過程，數(shù)據(jù)分析一目了然,。支持系統(tǒng)數(shù)據(jù)以及外部數(shù)據(jù)導(dǎo)入，以及與其它系統(tǒng)數(shù)據(jù)對接,，充分利用大數(shù)據(jù),、云計(jì)算，發(fā)揮數(shù)據(jù)的無限價值,。并且生成圖表可以導(dǎo)出報(bào)告存留,。此部分包含數(shù)據(jù)源（圖3.2.5）、數(shù)據(jù)圖表（圖3.2.6）,、儀表盤（圖3.2.7）,、數(shù)據(jù)總覽（圖3.2.8）四個模塊，用戶可按照通過系統(tǒng)自帶的分析指標(biāo)對測試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,。
3.2.5數(shù)據(jù)源
3.2.6數(shù)據(jù)圖表
3.2.7儀表盤
3.2.8數(shù)據(jù)總覽
（4）儀器管理
A,、功能描述
儀器管理模塊主要為系統(tǒng)錄入市面上各廠家、各型號的儀器的編程指令,，可在錄入完成后進(jìn)行調(diào)用,，從而實(shí)現(xiàn)對儀器的控制，系統(tǒng)自帶有上萬臺儀器的指令,，同時方便用戶自行擴(kuò)展所需儀器的指令,。如圖3.2.9所示：
圖3.2.9儀器管理
B、模擬客戶使用場景：
我方會根據(jù)客戶測試項(xiàng)目中使用的到儀器型號,，進(jìn)行儀器的指令錄入,，例如U24_WL2801E測試所用到的直流電源、電子負(fù)載,、示波器,，錄入指令后，我方在搭建方案時可以直接拉去指令工步,。
（5）權(quán)限管理
A,、功能描述：
權(quán)限管理模塊是為了管理用戶是否有權(quán)利訪問某個權(quán)限，如果不能則拒絕訪問,。此模塊由企業(yè)組織架構(gòu),，角色管理，人員管理三個部分組成,，可以對使用本系統(tǒng)人員權(quán)限進(jìn)行設(shè)置,，當(dāng)某一功能權(quán)限授權(quán)給用戶時,，相當(dāng)于為該用戶開通了可以操作某個目標(biāo)功能的許可權(quán)。不同級別,、崗位的工作人員有數(shù)據(jù)隔離,，所使用的權(quán)限不同，用戶可以訪問而且只能訪問自己被授權(quán)的資源,，從而使得系統(tǒng)更具安全性,。如圖3.2.10所示：
圖3.2.10所示
B、模擬客戶使用場景：
用戶可根據(jù)公司的組織架構(gòu)進(jìn)行實(shí)際的人員管理,，例如：設(shè)置管理員,，測試員。對兩種身份的人進(jìn)入軟件的權(quán)限部門劃分后,，對應(yīng)部門或者小組內(nèi)的用戶有著基本相似的系統(tǒng)功能使用需求和權(quán)限等級,；管理員可以查看所有產(chǎn)品的測試方案，調(diào)用方案,，自行創(chuàng)建方案,；管理員可以增刪編輯部門員工的信息等。測試員只能看到自己調(diào)用自己級別允許看到的方案,，不能創(chuàng)建,。
3.3、硬件部署介紹
（1）硬件部署
硬件自動化測試分析系統(tǒng)主要作為電源模塊及單板的自動測試使用,，采用云端部署的方式,、系統(tǒng)配置交換機(jī)、ATEBOX,，連接測試中需要用到的儀器,，以及用戶自有的PC（注：用戶有幾套工位就需要配置幾臺PC和ATEBOX）。其中云服務(wù)器主要用于存儲測試資源和數(shù)據(jù),；ATEBOX能夠完成和設(shè)備的交互和測試信息的采集,；用戶可從谷歌瀏覽器(Chrome)、火狐瀏覽器(FireFox),、Edge,、Safari等進(jìn)入測試系統(tǒng)。硬件結(jié)構(gòu)如下圖所示：
（2）硬件選型及裝配
根據(jù)客戶提供的測試報(bào)告及儀器要求指標(biāo),，儀器選型如下表,，其中為方便儀器的移動和存放，將大功率直流電源,、大功率直流負(fù)載,、小功率直流電源、小功率直流負(fù)載,、功率計(jì),、示波器,、CAN卡、數(shù)采等儀器放置在約1.8米的機(jī)柜中,，交流電源和交流負(fù)載因體積較大,，放置在機(jī)柜旁。