機器人流程自動(dòng)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(guò)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(fā)流程的每一個(gè)階段。在將一個(gè)新的設計要素融入產(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(gè)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計所允許的輸出指標就決定了產(chǎn)品的性能。對無(wú)線(xiàn)解決方案而言，這可能是研發(fā)過(guò)程中的一個(gè)額外步驟。為了確保它們不超出無(wú)線(xiàn)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(shí)間，還需要重復進(jìn)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(huán)境下發(fā)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(chǎn)品生命周期的一個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程。這當中的每個(gè)步驟都需要進(jìn)行測試、調試和驗證。

圖 1. 產(chǎn)品生命周期開(kāi)發(fā)示例

許多應用采用自動(dòng)化來(lái)提高效率。機器人流程自動(dòng)化（RPA）有助于減少測試過(guò)程中的重復操作和體力勞動(dòng)，例如點(diǎn)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(wù)，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(shí)間之前，我們必須首先了解測試和相關(guān)成本。 

硬件驗證測試的時(shí)間和成本

談到測試設計所需的時(shí)間和成本，我們需要考慮許多重復性任務(wù)：

·       在仿真真實(shí)環(huán)境的條件下測試硬件

·       驗證硬件確保其符合技術(shù)指標、用戶(hù)期望和當地環(huán)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(fā)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(shí)間和成本都取決于手頭的項目或任務(wù)。我們以每次測試三個(gè)小時(shí)為例來(lái)看一下。上面的四個(gè)示例需要工程師在四項測試上花費 12 個(gè)小時(shí)的時(shí)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(méi)有出錯。如若不然，測試時(shí)間可能會(huì )從三個(gè)小時(shí)延長(cháng)到四、五個(gè)小時(shí)。如果能將工程師的重復流程實(shí)現自動(dòng)化，就可以節省大量時(shí)間。

驗證工程師會(huì )在配置的環(huán)境中執行一項測量，然后停下來(lái)設置下一個(gè)環(huán)境，并再次執行相同的測試。他們重復這個(gè)過(guò)程，直到完成全部場(chǎng)景的測試。圖 2 是一個(gè)在被測器件上進(jìn)行硬件驗證的工作流程示例。在整個(gè)過(guò)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(huì )導致測試時(shí)間加長(cháng)。

圖 2. 在被測器件上進(jìn)行硬件驗證的工作流程示例

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(huì )出現問(wèn)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(shí)間和成本，導致每項任務(wù)需要更多的測試時(shí)間。

將每個(gè)配置擴展到 10 或 20 個(gè)任務(wù)可能會(huì )導致項目延遲、成本增加。隨著(zhù)每項任務(wù)的深入進(jìn)行，我們會(huì )看到研發(fā)過(guò)程中開(kāi)發(fā)和驗證測試的實(shí)際成本，也會(huì )看到每項測試中一個(gè)共同的成本問(wèn)題：時(shí)間。

節省硬件驗證測試時(shí)間

每個(gè)企業(yè)主都知道，一個(gè)項目或任務(wù)如果需要花費大量時(shí)間，那就意味著(zhù)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(huì )導致災難性的失敗。因此，要想縮短每項任務(wù)所花費的時(shí)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行速度。要想優(yōu)化測試，開(kāi)發(fā)人員需要掌控一切。測試工程師對如下幾個(gè)優(yōu)化障礙一定不陌生：

·       儀表解決方案可能來(lái)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(lái)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(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。執行大量繁瑣、重復的任務(wù)可能會(huì )導致工程師忽略某些小步驟。這些看似微不足道的問(wèn)題可能會(huì )給測試驗證帶來(lái)重大錯誤，導致巨大的人為失誤風(fēng)險。

一旦這樣的錯誤發(fā)生，工程師需要花費更多時(shí)間重新進(jìn)行測試，這意味著(zhù)要在研發(fā)上投入更多的成本和時(shí)間。RPA 有助于加快調試和驗證過(guò)程，同時(shí)最大限度降低人為失誤。自動(dòng)化消除了小調整被忽略的風(fēng)險，因為它會(huì )嚴格執行每一個(gè)步驟，無(wú)論這個(gè)步驟是多么乏味。

我們在測試儀器環(huán)境中對 RPA 展開(kāi)評測。RPA 必須能夠通過(guò)參數配置來(lái)實(shí)現復雜工作流程的配置和構建。如果自動(dòng)化需要工程師來(lái)啟用變更，它的效率就得不到保障?？紤]到這一點(diǎn)，如果工程師不在附近，軟件自動(dòng)化需要啟用遠程訪(fǎng)問(wèn)，才能有人檢查測試狀態(tài)并啟用參數變更。使用多家制造商的測試儀器會(huì )導致另外的自動(dòng)化挑戰和優(yōu)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(xiě)代碼來(lái)啟用這個(gè)過(guò)程，那就會(huì )增加更多的成本和時(shí)間，導致效率下降。因此，自動(dòng)化軟件應當允許記錄、回放和共享自動(dòng)化測試，所有這些都無(wú)需手動(dòng)編寫(xiě)軟件代碼。

在一項測試中，工程師需要花費幾個(gè)小時(shí)去執行不同的測量。RPA 可以通過(guò)更改儀器測量參數或者是切換不同的應用軟件來(lái)進(jìn)行不同的測量，從而幫助工程師完成重復性測試。這樣就會(huì )提高性能和效率，讓測試工程師能夠集中精力投入下一個(gè)項目。由于測試時(shí)間減半，項目得以按時(shí)甚至提前完成，因此之前 12 個(gè)小時(shí)只能完成四項任務(wù)，現在變成了可以完成八項任務(wù)。在制造過(guò)程中，更好地利用測試時(shí)間可以實(shí)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(wù)的效率外，自動(dòng)化還有助于提高員工的績(jì)效。在重復性任務(wù)上耗費很長(cháng)時(shí)間會(huì )給員工造成壓力，影響他們的績(jì)效。由于自動(dòng)化能夠實(shí)現更好的性能和結果，因此工程師可以處理多個(gè)項目，而無(wú)需擔心發(fā)生延誤或達不到性能目標。 

將 RPA 融入測試儀器環(huán)境有助于通過(guò)硬件驗證和測試來(lái)增加創(chuàng )新，并通過(guò)員工滿(mǎn)意度的提升來(lái)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性的測試任務(wù)。RPA 可以幫助我們節省寶貴的時(shí)間。