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解決方案|基于ATECLOUD電源模塊及單板性能自動(dòng)化測(cè)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(duì)電源模塊及單板進(jìn)行功能和性能方面的測(cè)試，目前想要能夠通過(guò)硬件自動(dòng)化測(cè)試分析系統(tǒng)搭配對(duì)應(yīng)儀器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測(cè)試，提升測(cè)試效率。
二、用戶痛點(diǎn)
（1）采用手動(dòng)測(cè)試的方式，耗費(fèi)人力，效率低；
（2）測(cè)試產(chǎn)品、測(cè)試項(xiàng)目多，針對(duì)不同的測(cè)試項(xiàng)目需要人為手動(dòng)更換儀器，記錄測(cè)試數(shù)據(jù)，出報(bào)告等，流程繁瑣。
三、系統(tǒng)功能需求
（1）測(cè)試項(xiàng)模塊化且可選配(輸入?yún)?shù)可修改/配置)
（2）測(cè)試過(guò)程有完善的安全防護(hù)功能;(遇到異常/超過(guò)一定范圍的輸入輸出能緊急斷電)
（3）測(cè)試過(guò)程中的測(cè)試項(xiàng)完成后可自動(dòng)切換到下一個(gè)測(cè)試項(xiàng)繼續(xù)測(cè)試，不需要人為干預(yù);
（4）測(cè)試報(bào)告自動(dòng)生成(包含詳細(xì)的測(cè)試步驟和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，以及判斷標(biāo)準(zhǔn)和結(jié)論)
（5）具備對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)(如信號(hào)波形等)處理和分析的能力，并能直接輸出最終的測(cè)試結(jié)果;
（6）具備長(zhǎng)時(shí)間(24H以上)持續(xù)保存測(cè)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(cè)試，并預(yù)留可擴(kuò)充測(cè)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(cè)試報(bào)告，我們總結(jié)出對(duì)應(yīng)的測(cè)試方案，總共包括9個(gè)測(cè)試產(chǎn)品，分別為EAMR4850Z整流模塊測(cè)試、DCDC模塊主功率電路測(cè)試（滴滴換電柜）、U22_MP2617HGL (純外電)測(cè)試、U24_WL2801E測(cè)試、雙向DCDC模塊EMC測(cè)試、AFE1和MCU質(zhì)檢的隔離12C測(cè)試（信號(hào)時(shí)序待差分探頭到位補(bǔ)測(cè)）、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(chǎng)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(duì)這9個(gè)測(cè)試產(chǎn)品的測(cè)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(tái)上搭建，ATECLOUD平臺(tái)是專業(yè)針對(duì)自動(dòng)化測(cè)試的測(cè)試云平臺(tái)，不同于大部分客戶原先的LABVIEW、C等文字或圖形編程，同時(shí)基于云平臺(tái)可將多個(gè)測(cè)試方案集中管理及維護(hù)。
硬件自動(dòng)化測(cè)試分析系統(tǒng)針對(duì)用戶目前所出現(xiàn)的問(wèn)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(gè)維度的配合客戶測(cè)試場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測(cè)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(cè)試，并預(yù)留可擴(kuò)充測(cè)試其他總線的功能;
（3）數(shù)據(jù)層實(shí)現(xiàn)客戶對(duì)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(jià)值。并支持將測(cè)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(tái)進(jìn)行對(duì)接等。
（4）業(yè)務(wù)層可實(shí)現(xiàn)對(duì)客戶的9個(gè)產(chǎn)品方案進(jìn)行搭建，用戶可多種工步組合配置（即測(cè)試項(xiàng)目）保存后可重復(fù)使用，配置一次，可完成批量測(cè)試。
（5）應(yīng)用層可實(shí)現(xiàn)無(wú)代碼快速搭建方案、可對(duì)客戶使用的儀器進(jìn)行兼容和管理、可對(duì)客戶測(cè)試人員進(jìn)行分層管理、可對(duì)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(duì)測(cè)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(cè)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(gè)部分，分別是權(quán)限管理、運(yùn)行測(cè)試、記錄報(bào)告、數(shù)據(jù)洞察和儀器維護(hù)。
（1）運(yùn)行測(cè)試
A、功能描述
運(yùn)行測(cè)試部分分為工位配置、信息配置、項(xiàng)目維護(hù)、測(cè)試圖、方案維護(hù)和方案運(yùn)行6個(gè)模塊。用戶可多種工步組合配置（即測(cè)試項(xiàng)目）保存后可重復(fù)使用，配置一次，可完成批量測(cè)試，能夠?qū)崿F(xiàn)測(cè)試數(shù)據(jù)和圖片數(shù)據(jù)的連續(xù)自動(dòng)存儲(chǔ)。減少試驗(yàn)的重復(fù)操作。系統(tǒng)具有對(duì)設(shè)備的自檢功能，若出現(xiàn)設(shè)備離線或本次測(cè)試所用設(shè)備不存在的情況，開(kāi)始測(cè)試前系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)提示用戶，所需設(shè)備不存在/離線，無(wú)法開(kāi)始測(cè)試。測(cè)試過(guò)程實(shí)時(shí)觀測(cè)，自動(dòng)判別產(chǎn)品是否合格，支持圖片的連續(xù)單張存儲(chǔ)或連續(xù)存儲(chǔ)。如圖3.2.1所示。
工位配置模塊：是對(duì)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(cè)試信息自定義，例如：批次編號(hào)、訂單編號(hào)、溫度、濕度等；可以通過(guò)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(cè)試時(shí)必須輸入該信息才可測(cè)試）、是否可搜索（打開(kāi)可搜索，測(cè)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(cè)試工步搭建，采用積木的形式配置測(cè)試項(xiàng)目，便于后期產(chǎn)品升級(jí)或同系列產(chǎn)品研發(fā)測(cè)試時(shí)的快速修改，利于維護(hù)。
測(cè)試圖模塊：該模塊由節(jié)點(diǎn)區(qū)域、測(cè)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(gè)項(xiàng)目功能組合，并進(jìn)行閾值配置，組成一套完整的測(cè)試流程，用于測(cè)試。
B、模擬客戶使用場(chǎng)景：
我方將客戶提供的現(xiàn)有的9種測(cè)試產(chǎn)品按照分為9個(gè)測(cè)試項(xiàng)目，可以實(shí)現(xiàn)將測(cè)試項(xiàng)模塊化管理，每個(gè)測(cè)試項(xiàng)目對(duì)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(cè)試為例：
我方先將U24_WL2801E測(cè)試的工位設(shè)備信息進(jìn)行編輯錄入，新增工位自動(dòng)生成秘鑰和BOX綁定，編輯工位名稱為U24_WL2801E測(cè)試工位，并錄入此測(cè)試所用到的直流電源、電子負(fù)載、示波器的型號(hào)、序列號(hào)以及用戶的資產(chǎn)編號(hào)。
然后對(duì)U24_WL2801E測(cè)試的信息進(jìn)行配置，如此電源模塊的訂單批次、訂單編號(hào)、測(cè)試溫濕度等信息。
將U24_WL2801E測(cè)試的方案按照實(shí)際的測(cè)試流程進(jìn)行搭建，考慮客戶的使用場(chǎng)景，通過(guò)拖動(dòng)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(guò)連接執(zhí)行的順序。搭建好的方案會(huì)顯示在“方案運(yùn)行"的界面上，用戶可進(jìn)行調(diào)用測(cè)試。
用戶進(jìn)入方案運(yùn)行后點(diǎn)擊界面上的U24_WL2801E測(cè)試方案，點(diǎn)擊運(yùn)行，如圖3.2.2所示，包含靜態(tài)文波測(cè)試、動(dòng)態(tài)響應(yīng)測(cè)試、環(huán)路測(cè)試、上下電測(cè)試、效率及功耗測(cè)試、開(kāi)關(guān)應(yīng)力測(cè)試、輸出過(guò)流及短路測(cè)試及恢復(fù)、輸出過(guò)壓保護(hù)測(cè)試、snubber電阻功耗測(cè)試的9個(gè)測(cè)試項(xiàng)就可以按順序進(jìn)行自動(dòng)化測(cè)試，測(cè)試過(guò)程中的測(cè)試項(xiàng)完成后可自動(dòng)切換到下一個(gè)測(cè)試項(xiàng)繼續(xù)測(cè)試，不需要人為干預(yù)，最終的測(cè)試結(jié)果會(huì)呈現(xiàn)在軟件界面上，具備對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)(如信號(hào)波形等)處理和分析的能力，并能直接輸出最終的測(cè)試結(jié)果。如圖3.2.3所示。
測(cè)試過(guò)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(cè)試過(guò)程自動(dòng)處理異常報(bào)警。靈活配置適用于所有場(chǎng)景測(cè)試，如可以設(shè)置各種保護(hù)條件，防止測(cè)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(shí)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(cè)試以列表的形式展示，并可根據(jù)試驗(yàn)的關(guān)鍵信息、時(shí)間等條件進(jìn)行查詢。對(duì)每一次歷史試驗(yàn)，可以進(jìn)行試驗(yàn)基本信息、試驗(yàn)時(shí)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(cè)通道信息的詳細(xì)查看，并可進(jìn)一步查詢每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的歷史記錄。如圖3.2.4所示。
B、模擬客戶使用場(chǎng)景：
測(cè)試數(shù)據(jù)可自動(dòng)生成分析報(bào)告，用戶可以通過(guò)對(duì)原始數(shù)據(jù)的過(guò)濾形成數(shù)據(jù)報(bào)告并導(dǎo)出(包含詳細(xì)的測(cè)試步驟和實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，以及判斷標(biāo)準(zhǔn)和結(jié)論)?？蓪?duì)當(dāng)前工位使用的測(cè)試設(shè)備進(jìn)行報(bào)表導(dǎo)出。例如U24_WL2801E測(cè)試完成后，用戶根據(jù)測(cè)試時(shí)輸入的產(chǎn)品編號(hào)可迅速定位想要的報(bào)告記錄，點(diǎn)擊操作可以對(duì)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(wú)憂管理，高效生產(chǎn)，用戶可自定義分析圖表，多層級(jí)、多維度的展現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)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(duì)接，充分利用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算，發(fā)揮數(shù)據(jù)的無(wú)限價(jià)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(gè)模塊，用戶可按照通過(guò)系統(tǒng)自帶的分析指標(biāo)對(duì)測(cè)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(hào)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(duì)儀器的控制，系統(tǒng)自帶有上萬(wàn)臺(tái)儀器的指令，同時(shí)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(chǎng)景：
我方會(huì)根據(jù)客戶測(cè)試項(xiàng)目中使用的到儀器型號(hào)，進(jìn)行儀器的指令錄入，例如U24_WL2801E測(cè)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(shí)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(wèn)某個(gè)權(quán)限，如果不能則拒絕訪問(wèn)。此模塊由企業(yè)組織架構(gòu)，角色管理，人員管理三個(gè)部分組成，可以對(duì)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(shí)，相當(dāng)于為該用戶開(kāi)通了可以操作某個(gè)目標(biāo)功能的許可權(quán)。不同級(jí)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(wèn)而且只能訪問(wèn)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(chǎng)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(cè)試員。對(duì)兩種身份的人進(jìn)入軟件的權(quán)限部門劃分后，對(duì)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(jí)；管理員可以查看所有產(chǎn)品的測(cè)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(cè)試員只能看到自己調(diào)用自己級(jí)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(dòng)化測(cè)試分析系統(tǒng)主要作為電源模塊及單板的自動(dòng)測(cè)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(cè)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(tái)PC和ATEBOX）。其中云服務(wù)器主要用于存儲(chǔ)測(cè)試資源和數(shù)據(jù)；ATEBOX能夠完成和設(shè)備的交互和測(cè)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(cè)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(cè)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(dòng)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。