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解决方案|基于ATECLOUD电源模块及单板性能自动化测试方案

  时间: 2023-03-24      495    

一、背景介绍

客户使用直流电源、交流电源、直流负载、示波器、数据记录仪、功率分析仪、CAN卡、工控机等仪器对电源模块及单板进行功能和性能方面的测试,目前想要能够通过硬件自动化测试分析系统搭配对应仪器实现自动化测试,提升测试效率。

二、用户痛点

(1)采用手动测试的方式,耗费人力,效率低;

(2)测试产品、测试项目多,针对不同的测试项目需要人为手动更换仪器,记录测试数据,出报告等,流程繁琐。

三、系统功能需求

(1)测试项模块化且可选配(输入参数可修改/配置)

(2)测试过程有完善的安全防护功能;(遇到异常/超过一定范围的输入输出能紧急断电)

(3)测试过程中的测试项完成后可自动切换到下一个测试项继续测试,不需要人为干预;

(4)测试报告自动生成(包含详细的测试步骤和实测数据,以及判断标准和结论)

(5)具备对测试数据(如信号波形等)处理和分析的能力,并能直接输出最终的测试结果;

(6)具备长时间(24H以上)持续保存测试数据的功能;

(7)能适配目前通用标准的所有模式下12C/SPI等总线物理层/协议层的测试,并预留可扩充测试其他总线的功能;

(8)系统硬件满足客户所需的性能指标;

四、解决方案

根据客户提供的测试报告,我们总结出对应的测试方案,总共包括9个测试产品,分别为EAMR4850Z整流模块测试、DCDC模块主功率电路测试(滴滴换电柜)、U22_MP2617HGL (纯外电)测试、U24_WL2801E测试、双向DCDC模块EMC测试、AFE1和MCU质检的隔离12C测试(信号时序待差分探头到位补测)、500W单项充电器、双向逆变充电器(2kw)、5kw直流充电桩(输入市场标准的直流充电桩输出),并且项目所用仪器放置在1.8米机柜内,针对这9个测试产品的测试方案以及仪器选型(所有仪器指标均满足客户所需的性能指标)

五、系统功能介绍

3.1、系统介绍

本次系统基于我方研发的ATECLOUD平台上搭建,ATECLOUD平台是专业针对自动化测试的测试云平台,不同于大部分客户原先的LABVIEW、C等文字或图形编程,同时基于云平台可将多个测试方案集中管理及维护。

硬件自动化测试分析系统针对用户目前所出现的问题及需求,从设备层、接入层、数据层、业务层、应用层、展示层六个维度全方位的配合客户测试场景,实现自动化测试。软件架构图如下:

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(1)其中设备层基于客户需要使用的设备仪器(直流电源、电子负载、功率计、直流电源、示波器、CAN卡等)进行兼容维护;

(2)接入层能适配目前通用标准的所有模式下12C/SPI等总线物理层/协议层的测试,并预留可扩充测试其他总线的功能;

(3)数据层实现客户对于试验数据的分析处理、记录、导出,提供丰富算法模型,提供高质量的分析报告,挖掘数据价值。并支持将测试数据导出系统,或预留接口与客户原有的算法平台进行对接等。

(4)业务层可实现对客户的9个产品方案进行搭建,用户可多种工步组合配置(即测试项目)保存后可重复使用,配置一次,可完成批量测试。

(5)应用层可实现无代码快速搭建方案、可对客户使用的仪器进行兼容和管理、可对客户测试人员进行分层管理、可对搭建好的产品方案进行调用、也可以自行搭建新方案、对测试数据进行管理、形成可视化报表等。

(6)采用云端的方式,客户可以从谷歌浏览器(Chrome)、火狐浏览器(FireFox)、Edge、Safari等进入测试系统,方便快捷。

3.2、系统功能介绍

系统总共包含五个部分,分别是权限管理、运行测试、记录报告、数据洞察和仪器维护。

(1)运行测试

A、功能描述

运行测试部分分为工位配置、信息配置、项目维护、测试图、方案维护和方案运行6个模块。用户可多种工步组合配置(即测试项目)保存后可重复使用,配置一次,可完成批量测试,能够实现测试数据和图片数据的连续自动存储。减少试验的重复操作。系统具有对设备的自检功能,若出现设备离线或本次测试所用设备不存在的情况,开始测试前系统会自动提示用户,所需设备不存在/离线,无法开始测试。测试过程实时观测,自动判别产品是否合格,支持图片的连续单张存储或连续存储。如图3.2.1所示。

工位配置模块:是对工位设备信息的管理和维护,

信息配置模块:用于不同用户测试信息自定义,例如:批次编号、订单编号、温度、湿度等;可以通过搜索关键词进行查询,包含信息名称、信息类型、是否必填(运行测试时必须输入该信息才可测试)、是否可搜索(打开可搜索,测试记录显示搜索框,可查找准确定位)、以及编辑和删除,新增等配置。

项目维护模块:该模块用于测试工步搭建,采用积木的形式配置测试项目,便于后期产品升级或同系列产品研发测试时的快速修改,利于维护。

测试图模块:该模块由节点区域、测试图区域、参数配置区域组成。其中节点区域包括设置读取工步、等待工步、条件工步、循环工步、计算工步和条件工步等。

方案维护:该模块是用于多个项目功能组合,并进行阈值配置,组成一套完整的测试流程,用于测试。

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B、模拟客户使用场景:

我方将客户提供的现有的9种测试产品按照分为9个测试项目,可以实现将测试项模块化管理,每个测试项目对应单独的方案,且可选配(输入参数可修改/配置)。以U24_WL2801E测试为例:

我方先将U24_WL2801E测试的工位设备信息进行编辑录入,新增工位自动生成秘钥和BOX绑定,编辑工位名称为U24_WL2801E测试工位,并录入此测试所用到的直流电源、电子负载、示波器的型号、序列号以及用户的资产编号。

然后对U24_WL2801E测试的信息进行配置,如此电源模块的订单批次、订单编号、测试温湿度等信息。

将U24_WL2801E测试的方案按照实际的测试流程进行搭建,全方位考虑客户的使用场景,通过拖动工步和连线的形式完成组合,工步类型包含设置读取工步、等待工步、条件工步、循环工步、计算工步和条件工步。并编辑工步的属性、参数、所有工步参数均支持使用全局变量,工步之间可以通过连接指定执行的顺序。搭建好的方案会显示在“方案运行”的界面上,用户可进行调用测试。

用户进入方案运行后点击界面上的U24_WL2801E测试方案,点击运行,如图3.2.2所示,包含静态文波测试、动态响应测试、环路测试、上下电测试、效率及功耗测试、开关应力测试、输出过流及短路测试及恢复、输出过压保护测试、snubber电阻功耗测试的9个测试项就可以按顺序进行自动化测试,测试过程中的测试项完成后可自动切换到下一个测试项继续测试,不需要人为干预,最终的测试结果会呈现在软件界面上,具备对测试数据(如信号波形等)处理和分析的能力,并能直接输出最终的测试结果。如图3.2.3所示。

测试过程有完善的安全防护功能,模块能够自定义触发事件、触发条件以及触发条件后需要执行的操作,在测试过程自动处理异常报警。灵活配置适用于所有场景测试,如可以设置各种保护条件,防止测试的电源样机可能有故障,避免更多的元器件损坏而在第一时间让电源和负载进行关闭。

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(2)记录报告

A、功能描述

已完成的历史测试以列表的形式展示,并可根据试验的关键信息、时间等条件进行查询。对每一次历史试验,可以进行试验基本信息、试验时间信息、试验报警记录信息、设备运行记录信息、试验数据监测通道信息的详细查看,并可进一步查询每个监测点的历史记录。如图3.2.4所示。

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B、模拟客户使用场景:

测试数据可自动生成分析报告,用户可以通过对原始数据的过滤形成数据报告并导出(包含详细的测试步骤和实测数据,以及判断标准和结论)。可对当前工位使用的测试设备进行报表导出。例如U24_WL2801E测试完成后,用户根据测试时输入的产品编号可迅速定位想要的报告记录,点击操作可以对报告进行本地导出。

(3)数据洞察

A、功能描述

采用数据权限,可为不同的管理层创建数据看板,无忧管理,高效生产,用户可自定义分析图表,多层级、多维度的展现生产过程,数据分析一目了然。支持系统数据以及外部数据导入,以及与其它系统数据对接,充分利用大数据、云计算,发挥数据的无限价值。并且生成图表可以导出报告存留。此部分包含数据源(图3.2.5)、数据图表(图3.2.6)、仪表盘(图3.2.7)、数据总览(图3.2.8)四个模块,用户可按照通过系统自带的分析指标对测试数据进行分析。

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3.2.5数据源

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3.2.6数据图表

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3.2.7仪表盘

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3.2.8数据总览

(4)仪器管理

A、功能描述

仪器管理模块主要为系统录入市面上各厂家、各型号的仪器的编程指令,可在录入完成后进行调用,从而实现对仪器的控制,系统自带有上万台仪器的指令,同时方便用户自行扩展所需仪器的指令。如图3.2.9所示:

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图3.2.9仪器管理

B、模拟客户使用场景:

我方会根据客户测试项目中使用的到仪器型号,进行仪器的指令录入,例如U24_WL2801E测试所用到的直流电源、电子负载、示波器,录入指令后,我方在搭建方案时可以直接拉去指令工步。

(5)权限管理

A、功能描述:

权限管理模块是为了管理用户是否有权利访问某个权限,如果不能则拒绝访问。此模块由企业组织架构,角色管理,人员管理三个部分组成,可以对使用本系统人员权限进行设置,当某一功能权限授权给用户时,相当于为该用户开通了可以操作某个目标功能的许可权。不同级别、岗位的工作人员有数据隔离,所使用的权限不同,用户可以访问而且只能访问自己被授权的资源,从而使得系统更具安全性。如图3.2.10所示:

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图3.2.10所示

B、模拟客户使用场景:

用户可根据公司的组织架构进行实际的人员管理,例如:设置管理员,测试员。对两种身份的人进入软件的权限部门划分后,对应部门或者小组内的用户有着基本相似的系统功能使用需求和权限等级;管理员可以查看所有产品的测试方案,调用方案,自行创建方案;管理员可以增删编辑部门员工的信息等。测试员只能看到自己调用自己级别允许看到的方案,不能创建。

3.3、硬件部署介绍

(1)硬件部署

硬件自动化测试分析系统主要作为电源模块及单板的自动测试使用,采用云端部署的方式、系统配置交换机、ATEBOX,连接测试中需要用到的仪器,以及用户自有的PC(注:用户有几套工位就需要配置几台PC和ATEBOX)。其中云服务器主要用于存储测试资源和数据;ATEBOX能够完成和设备的交互和测试信息的采集;用户可从谷歌浏览器(Chrome)、火狐浏览器(FireFox)、Edge、Safari等进入测试系统。硬件结构如下图所示:

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(2)硬件选型及装配

根据客户提供的测试报告及仪器要求指标,仪器选型如下表,其中为方便仪器的移动和存放,将大功率直流电源、大功率直流负载、小功率直流电源、小功率直流负载、功率计、示波器、CAN卡、数采等仪器放置在约1.8米的机柜中,交流电源和交流负载因体积较大,放置在机柜旁。

西安天宇微纳(纳米软件Namisoft)公司介绍

纳米软件作为国内知名的测试仪器软件服务开发商,在测试行业深耕十余年,为上千家用户提供可靠的测试系统及解决方案。纳米的产品包括各类电测仪器的自动化测试软件、自动化计量软件、上位机定制软件,此外纳米还开发设计了国内首款智能云测试平台ATECLOUD,填补了国内测试软件行业的空白,是LABVIEW的完美替代。

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