基于ATML标准的测试程序模型研究与应用.pdf

今 日 自 动 化Automation Today智能制造与设计Intelligent manufacturing and Design54 2 0 2 3.5 今日自动化2 0 2 3 年第5 期2023 No.51 背景随着信息技术的快速发展，电子设备复杂程度越来越高，测试与维修的复杂程度也呈指数增长，使电子设备性能测试与故障诊断越来越困难，传统的测试方式与故障诊断方法已不能满足电子设备维修检测的要求。自动测试系统（ATS）具有测试自动化、高效、快速、准确以及节约人力资源等特点，已逐步应用于复杂电子设备研制、生产、维护等各个阶段，并已成为复杂电子设备可靠运行的重要保证。目前，自动测试系统通常是针对特定被测设备研制的专用系统，在这种专用测试系统中，测试软件通常是按照测试任务的要求，由上至下一步一步完成，所有的测试参数、程控指令、测试结果等都内置于测试软件中，任何一个参数发生改变时，都需要重新编译与链接。由于软件的开发时间长、开发效率低，通用性、可维护性、可扩展性都较差，无法适应比较复杂的测试项目。为解决以上问题，自动测试系统需要朝着通用化、标准化、平台化、模块化的方向发展。这种新一代自动测试系统要求测试系统软件不仅需要满足测试功能，还必须具备很好的通用性、可维护性、可扩充性、可重用性和可移植性。为此，自动测试系统软件的开发方式，也从构建传统的单一应用程序，逐渐转变为基于自动测试软件平台的开发。自动测试软件平台实现通用的测试开发环境和测试执行环境，测试开发环境提供测试程序开发功能，用来开发针对特定被测设备的测试程序；测试执行环境提供测试程序执行功能，用来执行测试开发环境开发的测试程序，并实现测试结果显示、测试数据存储、测试报表生成等通用功能。测试程序采用一种标准的方式进行描述，一般以独立的文件形式存在，可被测试执行环境加载和运行。这种基于自动测试软件平台的开发方式，实现了测试程序和测试执行环境的分离，提高了测试程序的标准化、通用性、可维护性，可以解决测试系统之间的测试程序移植问题，提高测试程序的开发效率，减少测试程序的开发和维护成本。因此，测试程序描述标准的建立和应用，也成为了自动测试软件平台方向的重点研究内容之一。2 ATML测试描述模型概述ATML（Automatic Test Markup Language自 动 测 试 标 记 语 言）是 SCC20（IEEE Standards Coordinating Committee 20）制订的一种新的基于XML 的测试信息数据交换标准1-2。ATML 为自动测试系统的各个组成部分，包括其制造生产商和用户之间能够容易地共享和交换测试信息，定义了一种标准摘 要自动测试系统软件的开发方式，从构建传统的单一应用程序，逐渐转变为基于自动测试软件平台的开发。基于自动测试软件平台的开发方式，实现了测试程序和测试执行环境的分离，提高了测试程序的通用性、可维护性和开发效率。统一格式的、跨平台的测试程序能够容易地被移植、集成和共享。ATML 标准中的 Test Description 模型，为测试程序的描述提供了一种标准的格式，其可以被用于测试程序文件的存储，可实现测试程序的标准化和可移植性。文章重点论述了基于 ATML 的测试程序模型，以及其在思仪科技自主研制的自动测试系统软件平台 Test Center 中是如何被应用的。关键词ATML；Test Description；测试程序；测试描述；自动测试软件平台中图分类号TP311.52 文献标志码A 文章编号20956487（2023）05005404Research and Application of Test Program Model Based on ATML StandardLIU Yi，LIU Shuo，CHEN PengfeiAbstractThe development method of automated testing system software has gradually shifted from building traditional single application programs to developing based on automated testing software platforms.The development method based on the automatic testing software platform achieves the separation of testing programs and testing execution environments,improving the universality,maintainability,and development efficiency of testing programs.Unified and cross platform testing programs can be easily ported,integrated,and shared.The Test Description model in the ATML standard provides a standard format for describing test programs,which can be used for storing test program files,achieving standardization and portability of test programs.The article focuses on the ATML based testing program model and how it is applied in the automatic testing system software platform TestCenter independently developed by Siyi Technology.KeywordsATML;Test Description;test procedures;test description;automatic testing software platform基于A T ML 标准的测试程序模型研究与应用刘毅，刘硕，陈鹏飞（中电科思仪科技股份有限公司，山东青岛266555）今 日 自 动 化Automation Today智能制造与设计Intelligent manufacturing and Design2 0 2 3.5 今日自动化 552 0 2 3 年第5 期2023 No.5的交换方法2。ATML 标准将测试工作站、测试适配器、测试仪器、测试程序、测试结果、被测设备等自动测试系统组成要素的信息描述，进行了标准化的定义，并提供了一组用于表述信息的 XML 模型集合。其中的测试描述（Test Description）模型，为被测件的测试需求描述提供了标准定义。ATML 测试描述模型列出了在一个特定的 UUT 上执行的测试程序信息，包括被测设备、接口需求、信号需求、测试流程、测试参数、测试结果、测试门限、故障信息等，为测试程序的生成、执行及诊断推断等提供开放式结构标准。3 ATML测试描述模型架构组成图1为 ATML 标准中测试描述模型的 XML 架构。图1 ATML标准中测试描述模型的XML架构Test Description 为 测 试 描 述 模 型 的 根 元 素，主 要 包 含 3 个 子 元 素，分 别 是 UUT、Interface Requirements、Detailed Test Information。UUT 元 素记录被测设备信息；Interface Requirements 元素记录测试被测件所需设备的特性及信息，亦包含设备连接信息等，Detailed Test Information 元素记录详细的测试行为及过程。Detailed Test Information 是测试描述中最关键的一个元素，通过其子元素详细记录测试描述信息，其子元素主要包括 Entry Points、Tests、Test Groups、Global Variables、Signal Requirements、Faults、Failures 等，他们的功能介绍如表1所示。表1 Detailed Test Information主要子元素功能介绍序号名称功能备注1Entry Points是 Entry Point 集合，描述 UUT 测试所有的入口点必要元素2Tests是 Test 集合，描述所有的测试必要元素3Test Groups是 Test Group 集合，描述所有的测试组必要元素4Global Variables是全局变量集合，描述测试中用到的所有全局变量可选元素5Signal Requirements描述测试所需要的信号可选元素6Faults描述被测设备的故障信息可选元素7Failures描述被测设备的失效信息可选元素Test 用于描述为验证被测件的某项功能或性能，按照设计的步骤和控制流程执行的一项具体测试任务。一个典型的测试任务包括以下过程：对被测件施加激励，测量被测件响应，将测量值与期望值或门限值进行比较，得出测试结果。Test 元素主要包括Parameters（参数）、Variables（变量）、Behavior（行为）、Outcomes（结果）、TestResults（测量值）等子元素，其 XML 架构如图2所示。图2 ATML标准中Test元素的XML架构Test Group 是按照一定的顺序和流程设计的多个 Test 的组合，测试描述模型中 Test Group 可分为5种类型，分别是 Sequence（序列）、Serial（串行）、Parallel（并行）、Diagnostic Model（诊断模型）、Unspecified Order（不指定顺序）。Test Group 通过Step（测试步）对测试进行组织。Entry Point 是指测试执行的入口点，每个 Entry Point 关联一个 Test Group，当测试程序被执行时，将从入口点集合中选择一个入口点，然后开始执行其关联的 Test Group。一般情况下，只有包含在入口点集合（Entry Points）中的 Test Group，才会在测试执行环境中显示给测试操作人员。4 ATML测试描述模型应用ATML 测试描述模型为测试程序信息的描述，提供了标准化格式，国内有一些单位已逐步将该标准，应用于自动测试系统软件平台的设计与实现中。其中思仪科技研制的自动测试系统软件平台 Test Center，将该标准应用于测试程序开发和执行，实现了测试程序的标准化、通用性和可移植性。思仪 Test Center 是专为加速开发测试系统软件而设计的自动测试系统软件平台，用于测试程序的开发、运行和管理，可集成主流编程语言编写的测试模块，具有用户管理、数据存储、报表生成等测试系统软件通用功能，主要由集成开发环境和通用执行环境组成。Test Center 中的测试程序开发功能，将测试描述的开发划分为测试和测试序列开发，如图3所示。测试详细描述测试过程中的各项操作行为、测试条件等信息，符合 ATML 测试描述中的 Test 定义。测试序列用来描述测试的执行顺序、流程走向及测试结果等信息，符合 ATML 测试描述中的 Test Group 定义。测试描述开发的最终结果形式为测试文件和测试序列文件。测试文件用来保存测试，测试文件中可以包括今 日 自 动 化Automation Today智能制造与设计Intelligent manufacturing and Design56 2 0 2 3.5 今日自动化2 0 2 3 年第5 期2023 No.5多个测试。测试序列文件用来保存测试序列，测试序列文件中可以包括多个测试序列。测试序列文件测试文件测试序列测试序列测试描述测试测试图3 Test Center开发的测试描述示意图4.1 测试Test Center 提供可视化的测试编辑器进行测试的开发。测试由固定的结构组成，包括一组节点、参数、测量值、结果以及内部变量等。节点是构成测试的基本单元，用来执行具体的测试操作，对应 ATML中 Test 结构的 Operation，将多个测试节点组织在一起可以实现测试的工作流程。测试节点以树状形式组织，如图4所示。测试运行时将按照从上至下的顺序，依次执行每一个测试节点上对应的测试操作。图4 树状形式组织的测试节点测试的参数、测量值、变量和结果，分别符合ATML 标准中 Test 结构中的 Parameters、Test Results、Variables 和 Outcomes 定义。参数用于测试执行时外面测试调用者向测试内部传递数据；测量值用于存储测试执行后需要传递给外面的测试数据；变量用于测试内部不同节点之间交换数据。结果是指测试执行后根据判断依据得到的测试结论，结果根据测试的类型不同分为 Passed（通过）、Failded（失败）、Done（完成）、Aborted（终止）几种类型。测试最终以 ATML标准格式存储在测试文件中，如图5所示。图5 基于ATML的测试描述示例4.2 测试序列测试序列是按照一定顺序和流程设计的多个测试的组合，可根据设计的执行顺序，完成针对被测件的一组功能或性能的测试。一个 UUT 可以有多个测试序列，以适用多种测试场景，如常温测试序列、高温测试序列等。测试序列由前处理、后处理、测试步、变量、参数、测量值、结果等组成。前处理用于在执行测试序列中，第一个测试之前完成一些必须的初始化操作，如识别被测件、给被测件上电等。后处理用于在执行完测试序列中，最后一个测试之后完成一些必须的清理操作，如给被测件断电、释放资源等。测试步用于执行具体的被测件功能或性能测试，如电压测试、灵敏度测试。每一个前处理或后处理都关联一个测试用于完成相应的操作，每一个测试步可以关联一个测试或一个子序列。测试序列中的变量、参数、测量值、结果和测试中的变量、参数、测量值、结果类似，这里就不再详细说明。Test Center 中测试序列根据执行顺序和功能分为4种类型：串行序列、并行序列、顺序序列、诊断序列。串行序列是指根据测试步在测试序列中的先后顺序执行的测试序列，对应 ATML 测试组类型中的Serial。并行序列是指所有测试步都同时启动执行的测试序列，对应 ATML 测试组类型中的 Parallel。顺序序列是指按一定的顺序和流程执行的测试序列，对应 ATML 测试组类型中的 Sequence，顺序序列中的一个测试步执行完后，根据该测试步的测试结果，决定下一步要执行哪一个测试。诊断序列是指测试步的执行顺序，由诊断推理机根据诊断模型决定的测试序列，对应 ATML 测试组类型中的 Diagnostic Model，诊断序列执行完后，一般会依据诊断模型得出诊断结果。Test Center 提供可视化的测试序列编辑器，用于快速设计测试序列，如图6所示。图6 Test Center测试序列示例5 结束语通过将 ATML 标准中的测试描述模型，应用于自动测试系统软件平台，规范了测试程序的描述，使得测试程序具备了格式统一、跨平台的特点，能够容易地被移植和维护。思仪科技研制的自动测试系统软件平台 Test Center 较好地应用了这种测试描述模型，并通过可视化的开发环境，提供符合 ATML 测试描今 日 自 动 化Automation Today智能制造与设计Intelligent manufacturing and Design2 0 2 3.5 今日自动化 572 0 2 3 年第5 期2023 No.5述规范的测试程序开发功能。借助 Test Center 可快速开发符合标准的测试程序，并实现测试程序和测试执行环境的分离，不仅提高了测试程序的通用性、可维护性、可移植性，还提高了测试程序的开发效率，极大地减少了测试程序的开发和维护成本。参考文献1 Automatic Test Markup Language（ATML）for Exchanging Automatic Test Equipment and Test Information via XML：IEC 61671Ed.1.0en2012S.2 刘毅，郑艳梅，吴波.基于 ATML 的测试报表技术：全国虚拟仪器大会论文集（一）C.2009.1 背景依据电池的外观以及成组效率和轻量化要求，方壳电池电池箱下箱体被设计成一个带法兰凸缘的盒形件，成形过程中，零件在凸模带动下在凹模内部拉深成形。材料变形集中在圆角区，直边区近似于弯曲变形，圆角区的应力应变远大于直边区，同时沿周向相邻单元间产生切应力，切应力在相交处达到最大值，向直边和圆角中心区递减为0，导致拉深过程中，圆角及圆角周边可能出现各种形式的起皱、壁厚严重不均匀等缺陷，严重时可能造成壁裂或底部圆角处底裂。文章以某型号的电池箱下箱体作为研究对象，分析其成形特点，提出一定的设计改进方案。2 结构要求电池箱是电池系统中电池的防护部件，需要满足以下条件。（1）强度与刚度。承受电池重量的同时，还要承受车辆运行的振动与冲击。（2）体积成组效率。满足电气安全需求的前提下，尽可能压缩空间体积。（3）低成本轻量化。满足强度和刚度的前提下，使用低成本、薄材料。（4）可靠性。确保电池不受外界环境影响，达到摘 要受电池形状的影响，电池箱下箱体是一个带法兰凸缘的盒形件，功能上需要承受车辆行驶中的振动冲击、安全防护与均匀散热以及长时间室外使用，对此不允许有局部变薄、裂纹、凹凸不平、周边不直等缺陷。在冲压加工中，可能出现圆角拉裂、局部变薄、侧壁起皱、失稳断裂、底面不平等缺陷，文章从工艺特点以及电池箱功能需求出发，从设计上提出这些加工缺陷的解决措施，降低电池箱下箱体加工难度，提高零件可靠性。关键词电池箱；盒形件；冲压中图分类号U469.72 文献标志码A 文章编号20956487（2023）05005703Process Design of the Lower Box Structure of the Power Battery BoxLIU Dajun，JIANG Shiyong，DING KunpengAbstractAffected by the shape of the battery,the lower box of the battery box is a box shaped component with a flange.Functionally,it needs to withstand vibration and impact during vehicle operation,safety protection,uniform heat dissipation,and long-term outdoor use.Defects such as local thinning,cracks,unevenness,and uneven edges are not allowed.In stamping processing,there may be defects such as round corner cracking,local thinning,sidewall wrinkling,unstable fracture,and uneven bottom surface.Starting from the process characteristics and functional requirements of the battery box,this article proposes solutions to these processing defects from a design perspective,in order to avoid and reduce the difficulty of processing the lower box of the battery box in advance and improve the reliability of the parts.Keywordsbattery box;box shaped parts;stamping动力电池箱下箱体结构工艺设计刘大军，蒋世用，丁坤鹏（珠海格力钛电器有限公司，广东珠海519000）