機(jī)器人流程自動(dòng)化技術(shù)助力測(cè)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(cè)試方面花費(fèi)大量資金。測(cè)試涵蓋了研發(fā)流程的每一個(gè)階段。在將一個(gè)新的設(shè)計(jì)要素融入產(chǎn)品之前，制造商必須測(cè)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(cè)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(cè)得的設(shè)計(jì)所允許的輸出指標(biāo)就決定了產(chǎn)品的性能。對(duì)無線解決方案而言，這可能是研發(fā)過程中的一個(gè)額外步驟。為了確保它們不超出無線標(biāo)準(zhǔn)所設(shè)定的限制，工程師通常需要執(zhí)行很多重復(fù)測(cè)試。

設(shè)計(jì)、測(cè)試和驗(yàn)證不僅耗費(fèi)時(shí)間，還需要重復(fù)進(jìn)行，導(dǎo)致成本居高不下。設(shè)計(jì)驗(yàn)證工程師必須確保他們?cè)O(shè)計(jì)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(yàn)證階段的成本。圖 1 展示了針對(duì)產(chǎn)品生命周期的一個(gè)開發(fā)過程。這當(dāng)中的每個(gè)步驟都需要進(jìn)行測(cè)試、調(diào)試和驗(yàn)證。

圖 1. 產(chǎn)品生命周期開發(fā)示例

許多應(yīng)用采用自動(dòng)化來提高效率。機(jī)器人流程自動(dòng)化（RPA）有助于減少測(cè)試過程中的重復(fù)操作和體力勞動(dòng)，例如點(diǎn)擊軟件和更換測(cè)試儀器。RPA 允許工程師在重復(fù)測(cè)試期間也能有充足精力處理其他項(xiàng)目或任務(wù)，從而加快硬件驗(yàn)證速度。在評(píng)估 RPA 是否能為設(shè)計(jì)驗(yàn)證工程師節(jié)省時(shí)間之前，我們必須首先了解測(cè)試和相關(guān)成本。 

硬件驗(yàn)證測(cè)試的時(shí)間和成本

談到測(cè)試設(shè)計(jì)所需的時(shí)間和成本，我們需要考慮許多重復(fù)性任務(wù)：

·       在仿真真實(shí)環(huán)境的條件下測(cè)試硬件

·       驗(yàn)證硬件確保其符合技術(shù)指標(biāo)、用戶期望和當(dāng)?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(yù)期性能

·       確保采取適當(dāng)?shù)陌踩胧?，且這些措施符合相應(yīng)的安全標(biāo)準(zhǔn)

每項(xiàng)測(cè)試的時(shí)間和成本都取決于手頭的項(xiàng)目或任務(wù)。我們以每次測(cè)試三個(gè)小時(shí)為例來看一下。上面的四個(gè)示例需要工程師在四項(xiàng)測(cè)試上花費(fèi) 12 個(gè)小時(shí)的時(shí)間。這里的假設(shè)前提是工程師正確執(zhí)行了所有步驟，每次測(cè)量都得到了預(yù)期的結(jié)果，并且儀器更改和調(diào)整期間沒有出錯(cuò)。如若不然，測(cè)試時(shí)間可能會(huì)從三個(gè)小時(shí)延長到四、五個(gè)小時(shí)。如果能將工程師的重復(fù)流程實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，就可以節(jié)省大量時(shí)間。

驗(yàn)證工程師會(huì)在配置的環(huán)境中執(zhí)行一項(xiàng)測(cè)量，然后停下來設(shè)置下一個(gè)環(huán)境，并再次執(zhí)行相同的測(cè)試。他們重復(fù)這個(gè)過程，直到完成全部場(chǎng)景的測(cè)試。圖 2 是一個(gè)在被測(cè)器件上進(jìn)行硬件驗(yàn)證的工作流程示例。在整個(gè)過程中，工程師需要切換測(cè)試儀器、更換探頭和硬件并調(diào)整設(shè)置。并非每項(xiàng)測(cè)試都使用相同的儀器或軟件，并且更改設(shè)置可能會(huì)導(dǎo)致測(cè)試時(shí)間加長。

圖 2. 在被測(cè)器件上進(jìn)行硬件驗(yàn)證的工作流程示例

測(cè)試環(huán)境各不相同，工程師的測(cè)試臺(tái)上有多種制造測(cè)試儀器。如果測(cè)試環(huán)境不支持某些軟件或儀器，測(cè)試就可能會(huì)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(fèi)更多的時(shí)間和成本，導(dǎo)致每項(xiàng)任務(wù)需要更多的測(cè)試時(shí)間。

將每個(gè)配置擴(kuò)展到 10 或 20 個(gè)任務(wù)可能會(huì)導(dǎo)致項(xiàng)目延遲、成本增加。隨著每項(xiàng)任務(wù)的深入進(jìn)行，我們會(huì)看到研發(fā)過程中開發(fā)和驗(yàn)證測(cè)試的實(shí)際成本，也會(huì)看到每項(xiàng)測(cè)試中一個(gè)共同的成本問題：時(shí)間。

節(jié)省硬件驗(yàn)證測(cè)試時(shí)間

每個(gè)企業(yè)主都知道，一個(gè)項(xiàng)目或任務(wù)如果需要花費(fèi)大量時(shí)間，那就意味著要花費(fèi)更多成本。然而，倉促地完成工程硬件驗(yàn)證或者是偷工減料可能會(huì)導(dǎo)致災(zāi)難性的失敗。因此，要想縮短每項(xiàng)任務(wù)所花費(fèi)的時(shí)間，最好的辦法就是更高效地完成任務(wù)。大批量測(cè)試環(huán)境需要提高效率。測(cè)量步驟必須注重執(zhí)行速度。要想優(yōu)化測(cè)試，開發(fā)人員需要掌控一切。測(cè)試工程師對(duì)如下幾個(gè)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(yù)先配置的分析例程通常欠缺速度和靈活性

·       測(cè)試應(yīng)用軟件完成了比需要的數(shù)量更多的測(cè)量

·       具有并行分析能力的設(shè)備操作起來可能比較復(fù)雜且效率低下

測(cè)試的每一步都存在人為失誤風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)這些優(yōu)化障礙而言，如果輸入不正確，儀器更換或測(cè)量就存在出錯(cuò)的風(fēng)險(xiǎn)。執(zhí)行大量繁瑣、重復(fù)的任務(wù)可能會(huì)導(dǎo)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(huì)給測(cè)試驗(yàn)證帶來重大錯(cuò)誤，導(dǎo)致巨大的人為失誤風(fēng)險(xiǎn)。

一旦這樣的錯(cuò)誤發(fā)生，工程師需要花費(fèi)更多時(shí)間重新進(jìn)行測(cè)試，這意味著要在研發(fā)上投入更多的成本和時(shí)間。RPA 有助于加快調(diào)試和驗(yàn)證過程，同時(shí)最大限度降低人為失誤。自動(dòng)化消除了小調(diào)整被忽略的風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)樗鼤?huì)嚴(yán)格執(zhí)行每一個(gè)步驟，無論這個(gè)步驟是多么乏味。

我們?cè)跍y(cè)試儀器環(huán)境中對(duì) RPA 展開評(píng)測(cè)。RPA 必須能夠通過參數(shù)配置來實(shí)現(xiàn)復(fù)雜工作流程的配置和構(gòu)建。如果自動(dòng)化需要工程師來啟用變更，它的效率就得不到保障。考慮到這一點(diǎn)，如果工程師不在附近，軟件自動(dòng)化需要啟用遠(yuǎn)程訪問，才能有人檢查測(cè)試狀態(tài)并啟用參數(shù)變更。使用多家制造商的測(cè)試儀器會(huì)導(dǎo)致另外的自動(dòng)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(gè)過程，那就會(huì)增加更多的成本和時(shí)間，導(dǎo)致效率下降。因此，自動(dòng)化軟件應(yīng)當(dāng)允許記錄、回放和共享自動(dòng)化測(cè)試，所有這些都無需手動(dòng)編寫軟件代碼。

在一項(xiàng)測(cè)試中，工程師需要花費(fèi)幾個(gè)小時(shí)去執(zhí)行不同的測(cè)量。RPA 可以通過更改儀器測(cè)量參數(shù)或者是切換不同的應(yīng)用軟件來進(jìn)行不同的測(cè)量，從而幫助工程師完成重復(fù)性測(cè)試。這樣就會(huì)提高性能和效率，讓測(cè)試工程師能夠集中精力投入下一個(gè)項(xiàng)目。由于測(cè)試時(shí)間減半，項(xiàng)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(xiàng)任務(wù)，現(xiàn)在變成了可以完成八項(xiàng)任務(wù)。在制造過程中，更好地利用測(cè)試時(shí)間可以實(shí)現(xiàn)更高的投資回報(bào)。

RPA 是測(cè)試儀器的理想選擇

除了提高測(cè)試任務(wù)的效率外，自動(dòng)化還有助于提高員工的績效。在重復(fù)性任務(wù)上耗費(fèi)很長時(shí)間會(huì)給員工造成壓力，影響他們的績效。由于自動(dòng)化能夠?qū)崿F(xiàn)更好的性能和結(jié)果，因此工程師可以處理多個(gè)項(xiàng)目，而無需擔(dān)心發(fā)生延誤或達(dá)不到性能目標(biāo)。 

將 RPA 融入測(cè)試儀器環(huán)境有助于通過硬件驗(yàn)證和測(cè)試來增加創(chuàng)新，并通過員工滿意度的提升來促進(jìn)創(chuàng)新效率的提升。RPA 的目的不是要增加測(cè)試儀器的操作難度，而是要接受和引入重復(fù)性的測(cè)試任務(wù)。RPA 可以幫助我們節(jié)省寶貴的時(shí)間。