機器人流程自動化技術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小元器件，他們也必須要重新進行測試。

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準所設定的限制，工程師通常需要執(zhí)行很多重復測試。

設計、測試和驗證不僅耗費時間，還需要重復進行，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)品生命周期的一個開發(fā)過程。這當中的每個步驟都需要進行測試、調(diào)試和驗證。

圖 1. 產(chǎn)品生命周期開發(fā)示例

許多應用采用自動化來提高效率。機器人流程自動化（RPA）有助于減少測試過程中的重復操作和體力勞動，例如點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，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(jié)省時間之前，我們必須首先了解測試和相關成本。 

硬件驗證測試的時間和成本

談到測試設計所需的時間和成本，我們需要考慮許多重復性任務：

·       在仿真真實環(huán)境的條件下測試硬件

·       驗證硬件確保其符合技術指標、用戶期望和當?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)揮預期性能

·       確保采取適當?shù)陌踩胧疫@些措施符合相應的安全標準

每項測試的時間和成本都取決于手頭的項目或任務。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測試上花費 12 個小時的時間。這里的假設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期的結果，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流程實現(xiàn)自動化，就可以節(jié)省大量時間。

驗證工程師會在配置的環(huán)境中執(zhí)行一項測量，然后停下來設置下一個環(huán)境，并再次執(zhí)行相同的測試。他們重復這個過程，直到完成全部場景的測試。圖 2 是一個在被測器件上進行硬件驗證的工作流程示例。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導致測試時間加長。

圖 2. 在被測器件上進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，因而浪費更多的時間和成本，導致每項任務需要更多的測試時間。

將每個配置擴展到 10 或 20 個任務可能會導致項目延遲、成本增加。隨著每項任務的深入進行，我們會看到研發(fā)過程中開發(fā)和驗證測試的實際成本，也會看到每項測試中一個共同的成本問題：時間。

節(jié)省硬件驗證測試時間

每個企業(yè)主都知道，一個項目或任務如果需要花費大量時間，那就意味著要花費更多成本。然而，倉促地完成工程硬件驗證或者是偷工減料可能會導致災難性的失敗。因此，要想縮短每項任務所花費的時間，最好的辦法就是更高效地完成任務。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(shù)量更多的測量

·       具有并行分析能力的設備操作起來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險。執(zhí)行大量繁瑣、重復的任務可能會導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證帶來重大錯誤，導致巨大的人為失誤風險。

一旦這樣的錯誤發(fā)生，工程師需要花費更多時間重新進行測試，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)整被忽略的風險，因為它會嚴格執(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)配置來實現(xiàn)復雜工作流程的配置和構建。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?？紤]到這一點，如果工程師不在附近，軟件自動化需要啟用遠程訪問，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，導致效率下降。因此，自動化軟件應當允許記錄、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。

在一項測試中，工程師需要花費幾個小時去執(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用軟件來進行不同的測量，從而幫助工程師完成重復性測試。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目。由于測試時間減半，項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任務，現(xiàn)在變成了可以完成八項任務。在制造過程中，更好地利用測試時間可以實現(xiàn)更高的投資回報。

RPA 是測試儀器的理想選擇

除了提高測試任務的效率外，自動化還有助于提高員工的績效。在重復性任務上耗費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)更好的性能和結果，因此工程師可以處理多個項目，而無需擔心發(fā)生延誤或達不到性能目標。 

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