机器人流程自动化技术助力测试仪器提高效率

作者: 是德科技射频测试软件产品营销经理Andrew Herrera

作者：是德科技射频测试软件产品营销经理Andrew Herrera

产品创新正在催生新的功能特性，也让研发（R&D）成本一路上升。在研发过程中，电子公司需要在元器件、人力和测试方面花费大量资金。测试涵盖了研发流程的每一个阶段。在将一个新的设计要素融入产品之前，制造商必须测试该要素的性能。即便是只用成本更低或性能更高的元器件替换某个小元器件，他们也必须要重新进行测试。

这种要求不仅适用于元器件，也适用于软件。由于许多产品是由软件控制，因此由软件测得的设计所允许的输出指标就决定了产品的性能。对无线解决方案而言，这可能是研发过程中的一个额外步骤。为了确保它们不超出无线标准所设定的限制，工程师通常需要执行很多重复测试。

设计、测试和验证不仅耗费时间，还需要重复进行，导致成本居高不下。设计验证工程师必须确保他们设计的解决方案既能在苛刻的环境下发挥良好，又能最大限度降低制造和验证阶段的成本。图 1 展示了针对产品生命周期的一个开发过程。这当中的每个步骤都需要进行测试、调试和验证。

图 1. 产品生命周期开发示例

许多应用采用自动化来提高效率。机器人流程自动化（RPA）有助于减少测试过程中的重复操作和体力劳动，例如点击软件和更换测试仪器。RPA 允许工程师在重复测试期间也能有充足精力处理其他项目或任务，从而加快硬件验证速度。在评估 RPA 是否能为设计验证工程师节省时间之前，我们必须首先了解测试和相关成本。

硬件验证测试的时间和成本

谈到测试设计所需的时间和成本，我们需要考虑许多重复性任务：

• 在仿真真实环境的条件下测试硬件
• 验证硬件确保其符合技术指标、用户期望和当地环境法规的要求
• 调试硬件，确保其在正常和异常条件下都能发挥预期性能
• 确保采取适当的安全措施，且这些措施符合相应的安全标准

每项测试的时间和成本都取决于手头的项目或任务。我们以每次测试三个小时为例来看一下。上面的四个示例需要工程师在四项测试上花费 12 个小时的时间。这里的假设前提是工程师正确执行了所有步骤，每次测量都得到了预期的结果，并且仪器更改和调整期间没有出错。如若不然，测试时间可能会从三个小时延长到四、五个小时。如果能将工程师的重复流程实现自动化，就可以节省大量时间。

验证工程师会在配置的环境中执行一项测量，然后停下来设置下一个环境，并再次执行相同的测试。他们重复这个过程，直到完成全部场景的测试。图 2 是一个在被测器件上进行硬件验证的工作流程示例。在整个过程中，工程师需要切换测试仪器、更换探头和硬件并调整设置。并非每项测试都使用相同的仪器或软件，并且更改设置可能会导致测试时间加长。

图 2. 在被测器件上进行硬件验证的工作流程示例

测试环境各不相同，工程师的测试台上有多种制造测试仪器。如果测试环境不支持某些软件或仪器，测试就可能会出现问题。在这种情况下，就需要切换仪器或必须订购兼容的新仪器，因而浪费更多的时间和成本，导致每项任务需要更多的测试时间。

将每个配置扩展到 10 或 20 个任务可能会导致项目延迟、成本增加。随着每项任务的深入进行，我们会看到研发过程中开发和验证测试的实际成本，也会看到每项测试中一个共同的成本问题：时间。

节省硬件验证测试时间

每个企业主都知道，一个项目或任务如果需要花费大量时间，那就意味着要花费更多成本。然而，仓促地完成工程硬件验证或者是偷工减料可能会导致灾难性的失败。因此，要想缩短每项任务所花费的时间，最好的办法就是更高效地完成任务。大批量测试环境需要提高效率。测量步骤必须注重执行速度。要想优化测试，开发人员需要掌控一切。测试工程师对如下几个优化障碍一定不陌生：

• 仪表解决方案可能来自多家制造商
• 预先配置的分析例程通常欠缺速度和灵活性
• 测试应用软件完成了比需要的数量更多的测量
• 具有并行分析能力的设备操作起来可能比较复杂且效率低下

测试的每一步都存在人为失误风险。对这些优化障碍而言，如果输入不正确，仪器更换或测量就存在出错的风险。执行大量繁琐、重复的任务可能会导致工程师忽略某些小步骤。这些看似微不足道的问题可能会给测试验证带来重大错误，导致巨大的人为失误风险。

一旦这样的错误发生，工程师需要花费更多时间重新进行测试，这意味着要在研发上投入更多的成本和时间。RPA 有助于加快调试和验证过程，同时最大限度降低人为失误。自动化消除了小调整被忽略的风险，因为它会严格执行每一个步骤，无论这个步骤是多么乏味。

我们在测试仪器环境中对 RPA 展开评测。RPA 必须能够通过参数配置来实现复杂工作流程的配置和构建。如果自动化需要工程师来启用变更，它的效率就得不到保障。考虑到这一点，如果工程师不在附近，软件自动化需要启用远程访问，才能有人检查测试状态并启用参数变更。使用多家制造商的测试仪器会导致另外的自动化挑战和优化障碍。

最后，所有这些要求本身就很有挑战，如果工程师必须编写代码来启用这个过程，那就会增加更多的成本和时间，导致效率下降。因此，自动化软件应当允许记录、回放和共享自动化测试，所有这些都无需手动编写软件代码。

在一项测试中，工程师需要花费几个小时去执行不同的测量。RPA 可以通过更改仪器测量参数或者是切换不同的应用软件来进行不同的测量，从而帮助工程师完成重复性测试。这样就会提高性能和效率，让测试工程师能够集中精力投入下一个项目。由于测试时间减半，项目得以按时甚至提前完成，因此之前 12 个小时只能完成四项任务，现在变成了可以完成八项任务。在制造过程中，更好地利用测试时间可以实现更高的投资回报。

RPA 是测试仪器的理想选择

除了提高测试任务的效率外，自动化还有助于提高员工的绩效。在重复性任务上耗费很长时间会给员工造成压力，影响他们的绩效。由于自动化能够实现更好的性能和结果，因此工程师可以处理多个项目，而无需担心发生延误或达不到性能目标。

将 RPA 融入测试仪器环境有助于通过硬件验证和测试来增加创新，并通过员工满意度的提升来促进创新效率的提升。RPA 的目的不是要增加测试仪器的操作难度，而是要接受和引入重复性的测试任务。RPA 可以帮助我们节省宝贵的时间。