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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、直流負載、示波器、數據記錄儀、功率分析儀、CAN卡、工控機等儀器對電源模塊及單板進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搭配對應儀器實現自動化測試，提升測試效率。
二、用戶痛點
（1）采用手動測試的方式，耗費人力，效率低；
（2）測試產品、測試項目多，針對不同的測試項目需要人為手動更換儀器，記錄測試數據，出報告等，流程繁瑣。
三、系統功能需求
（1）測試項模塊化且可選配(輸入參數可修改/配置)
（2）測試過程有完善的安全防護功能;(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完成后可自動切換到下一個測試項繼續測試，不需要人為干預;
（4）測試報告自動生成(包含詳細的測試步驟和實測數據，以及判斷標準和結論)
（5）具備對測試數據(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果;
（6）具備長時間(24H以上)持續保存測試數據的功能;
（7）能適配目前通用標準的所有模式下12C/SPI等總線物理層/協議層的測試，并預留可擴充測試其他總線的功能;
（8）系統硬件滿足客戶所需的性能指標;
四、解決方案
根據客戶提供的測試報告，我們總結出對應的測試方案，總共包括9個測試產品，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質檢的隔離12C測試（信號時序待差分探頭到位補測）、500W單項充電器、雙向逆變充電器（2kw）、5kw直流充電樁（輸入市場標準的直流充電樁輸出），并且項目所用儀器放置在1.8米機柜內，針對這9個測試產品的測試方案以及儀器選型（所有儀器指標均滿足客戶所需的性能指標）
五、系統功能介紹
3.1、系統介紹
本次系統基于我方研發的ATECLOUD平臺上搭建，ATECLOUD平臺是專業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。
硬件自動化測試分析系統針對用戶目前所出現的問題及需求，從設備層、接入層、數據層、業務層、應用層、展示層六個維度的配合客戶測試場景，實現自動化測試。軟件架構圖如下：
（1）其中設備層基于客戶需要使用的設備儀器（直流電源、電子負載、功率計、直流電源、示波器、CAN卡等）進行兼容維護；
（2）接入層能適配目前通用標準的所有模式下12C/SPI等總線物理層/協議層的測試，并預留可擴充測試其他總線的功能;
（3）數據層實現客戶對于試驗數據的分析處理、記錄、導出，提供豐富算法模型，提供高質量的分析報告，挖掘數據價值。并支持將測試數據導出系統，或預留接口與客戶原有的算法平臺進行對接等。
（4）業務層可實現對客戶的9個產品方案進行搭建，用戶可多種工步組合配置（即測試項目）保存后可重復使用，配置一次，可完成批量測試。
（5）應用層可實現無代碼快速搭建方案、可對客戶使用的儀器進行兼容和管理、可對客戶測試人員進行分層管理、可對搭建好的產品方案進行調用、也可以自行搭建新方案、對測試數據進行管理、形成可視化報表等。
（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等進入測試系統，方便快捷。
3.2、系統功能介紹
系統總共包含五個部分，分別是權限管理、運行測試、記錄報告、數據洞察和儀器維護。
（1）運行測試
A、功能描述
運行測試部分分為工位配置、信息配置、項目維護、測試圖、方案維護和方案運行6個模塊。用戶可多種工步組合配置（即測試項目）保存后可重復使用，配置一次，可完成批量測試，能夠實現測試數據和圖片數據的連續自動存儲。減少試驗的重復操作。系統具有對設備的自檢功能，若出現設備離線或本次測試所用設備不存在的情況，開始測試前系統會自動提示用戶，所需設備不存在/離線，無法開始測試。測試過程實時觀測，自動判別產品是否合格，支持圖片的連續單張存儲或連續存儲。如圖3.2.1所示。
工位配置模塊：是對工位設備信息的管理和維護，
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；可以通過搜索關鍵詞進行查詢，包含信息名稱、信息類型、是否必填（運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，可查找準確定位）、以及編輯和刪除，新增等配置。
項目維護模塊：該模塊用于測試工步搭建，采用積木的形式配置測試項目，便于后期產品升級或同系列產品研發測試時的快速修改，利于維護。
測試圖模塊：該模塊由節點區域、測試圖區域、參數配置區域組成。其中節點區域包括設置讀取工步、等待工步、條件工步、循環工步、計算工步和條件工步等。
方案維護：該模塊是用于多個項目功能組合，并進行閾值配置，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有的9種測試產品按照分為9個測試項目，可以實現將測試項模塊化管理，每個測試項目對應單獨的方案，且可選配(輸入參數可修改/配置)。以U24_WL2801E測試為例：
我方先將U24_WL2801E測試的工位設備信息進行編輯錄入，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、電子負載、示波器的型號、序列號以及用戶的資產編號。
然后對U24_WL2801E測試的信息進行配置，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測試的方案按照實際的測試流程進行搭建，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，工步類型包含設置讀取工步、等待工步、條件工步、循環工步、計算工步和條件工步。并編輯工步的屬性、參數、所有工步參數均支持使用全局變量，工步之間可以通過連接執行的順序。搭建好的方案會顯示在“方案運行"的界面上，用戶可進行調用測試。
用戶進入方案運行后點擊界面上的U24_WL2801E測試方案，點擊運行，如圖3.2.2所示，包含靜態文波測試、動態響應測試、環路測試、上下電測試、效率及功耗測試、開關應力測試、輸出過流及短路測試及恢復、輸出過壓保護測試、snubber電阻功耗測試的9個測試項就可以按順序進行自動化測試，測試過程中的測試項完成后可自動切換到下一個測試項繼續測試，不需要人為干預，最終的測試結果會呈現在軟件界面上，具備對測試數據(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果。如圖3.2.3所示。
測試過程有完善的安全防護功能，模塊能夠自定義觸發事件、觸發條件以及觸發條件后需要執行的操作，在測試過程自動處理異常報警。靈活配置適用于所有場景測試，如可以設置各種保護條件，防止測試的電源樣機可能有故障，避免更多的元器件損壞而在第一時間讓電源和負載進行關閉。
（2）記錄報告
A、功能描述
已完成的歷史測試以列表的形式展示，并可根據試驗的關鍵信息、時間等條件進行查詢。對每一次歷史試驗，可以進行試驗基本信息、試驗時間信息、試驗報警記錄信息、設備運行記錄信息、試驗數據監測通道信息的詳細查看，并可進一步查詢每個監測點的歷史記錄。如圖3.2.4所示。
B、模擬客戶使用場景：
測試數據可自動生成分析報告，用戶可以通過對原始數據的過濾形成數據報告并導出(包含詳細的測試步驟和實測數據，以及判斷標準和結論)。可對當前工位使用的測試設備進行報表導出。例如U24_WL2801E測試完成后，用戶根據測試時輸入的產品編號可迅速定位想要的報告記錄，點擊操作可以對報告進行本地導出。
（3）數據洞察
A、功能描述
采用數據權限，可為不同的管理層創建數據看板，無憂管理，高效生產，用戶可自定義分析圖表，多層級、多維度的展現生產過程，數據分析一目了然。支持系統數據以及外部數據導入，以及與其它系統數據對接，充分利用大數據、云計算，發揮數據的無限價值。并且生成圖表可以導出報告存留。此部分包含數據源（圖3.2.5）、數據圖表（圖3.2.6）、儀表盤（圖3.2.7）、數據總覽（圖3.2.8）四個模塊，用戶可按照通過系統自帶的分析指標對測試數據進行分析。
3.2.5數據源
3.2.6數據圖表
3.2.7儀表盤
3.2.8數據總覽
（4）儀器管理
A、功能描述
儀器管理模塊主要為系統錄入市面上各廠家、各型號的儀器的編程指令，可在錄入完成后進行調用，從而實現對儀器的控制，系統自帶有上萬臺儀器的指令，同時方便用戶自行擴展所需儀器的指令。如圖3.2.9所示：
圖3.2.9儀器管理
B、模擬客戶使用場景：
我方會根據客戶測試項目中使用的到儀器型號，進行儀器的指令錄入，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）權限管理
A、功能描述：
權限管理模塊是為了管理用戶是否有權利訪問某個權限，如果不能則拒絕訪問。此模塊由企業組織架構，角色管理，人員管理三個部分組成，可以對使用本系統人員權限進行設置，當某一功能權限授權給用戶時，相當于為該用戶開通了可以操作某個目標功能的許可權。不同級別、崗位的工作人員有數據隔離，所使用的權限不同，用戶可以訪問而且只能訪問自己被授權的資源，從而使得系統更具安全性。如圖3.2.10所示：
圖3.2.10所示
B、模擬客戶使用場景：
用戶可根據公司的組織架構進行實際的人員管理，例如：設置管理員，測試員。對兩種身份的人進入軟件的權限部門劃分后，對應部門或者小組內的用戶有著基本相似的系統功能使用需求和權限等級；管理員可以查看所有產品的測試方案，調用方案，自行創建方案；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用自己級別允許看到的方案，不能創建。
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、系統配置交換機、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）。其中云服務器主要用于存儲測試資源和數據；ATEBOX能夠完成和設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等進入測試系統。硬件結構如下圖所示：
（2）硬件選型及裝配
根據客戶提供的測試報告及儀器要求指標，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、大功率直流負載、小功率直流電源、小功率直流負載、功率計、示波器、CAN卡、數采等儀器放置在約1.8米的機柜中，交流電源和交流負載因體積較大，放置在機柜旁。