LNST-2000分布式自動化測試系統(tǒng)在航天衛(wèi)星和其他領(lǐng)域中的應(yīng)用

萊諾斯科技(北京)有限公司 張 力

萊諾斯科技（北京）有限公司是一家從事分布式工業(yè)自動化測試和智能監(jiān)控技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用、依托中國航空航天事業(yè)迅速發(fā)展起來的高新技術(shù)企業(yè)。公司研發(fā)團隊已投身于航空航天領(lǐng)域多年，一直致力于箭、彈、星、船的分布式自動化測試和智能監(jiān)控軟件的研發(fā)。公司始終本著“技術(shù)領(lǐng)先、誠信為本”的原則，注重分布式自動化測試和智能監(jiān)控技術(shù)的提升，力求為客戶提供優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品與完美的解決方案。公司在西安建有自己的研發(fā)中心，與航天專業(yè)研究所成立了重點實驗室，并與國內(nèi)知名高校建立了緊密的技術(shù)合作，為公司的持續(xù)發(fā)展提供了強有力的支撐。

公司現(xiàn)已擁有國家知識產(chǎn)權(quán)局批準的自主軟件著作權(quán)18項，自主專利權(quán)17項。分布式自動化測試和智能監(jiān)控系統(tǒng)已涵蓋了衛(wèi)星、火箭、導(dǎo)彈、雷達、船舶、軍工、大學(xué)、科研院所等各種測試領(lǐng)域，尤其在衛(wèi)星地面測試領(lǐng)域擁有很大的市場份額，是參與衛(wèi)星功能測試最全面的服務(wù)商。這些產(chǎn)品已經(jīng)成功地應(yīng)用于30多種各類型號衛(wèi)星的測試任務(wù)，為航空航天事業(yè)，為軍工裝備行業(yè)的自動化測試技術(shù)向標(biāo)準化、模塊化、系列化、通用化等方向的發(fā)展作出了重要貢獻。

一、LNST-2000系統(tǒng)應(yīng)用案例

某研究所主要從事衛(wèi)星通信、無線電遙測、計算機應(yīng)用、自動化控制、機械設(shè)計等項目的研制、開發(fā)和生產(chǎn)，在研制和生產(chǎn)過程中要對大量的單機設(shè)備和由各種單機設(shè)備所構(gòu)成的系統(tǒng)進行性能指標(biāo)的測試，比如星載計算機指令測試、測控單元功能測試，靜態(tài)阻抗測試、誤碼率測試、常規(guī)射頻指標(biāo)測試，還有熱真空、高低溫、振動等環(huán)境試驗測試等。在測試中他們遇到的主要問題是：

（1）測試前。需要由測試人員編寫詳盡和復(fù)雜的測試手冊，然后由測試人員一步步按照測試手冊所規(guī)定的內(nèi)容和步驟對被測單機或系統(tǒng)進行手工測試，浪費了測試人員大量寶貴的時間和精力；即使某些測試可以使用自動化測試設(shè)備，其測試方法和步驟也被此專用測試設(shè)備固化在程序代碼當(dāng)中，一旦測試方法發(fā)生改變，就需要原設(shè)備供應(yīng)商的技術(shù)人員進行相應(yīng)的開發(fā)配合，對程序代碼進行更改，從而造成諸多不便。

（2）測試中。測試人員要從測試開始一直持續(xù)觀測操作到測試結(jié)束，其間需要測試人員進行大量繁瑣的測試設(shè)備連接，反復(fù)的測試數(shù)據(jù)讀寫和記錄，大量的時間都耗費在了測試執(zhí)行上，從而導(dǎo)致測試效率低、測試速度慢。還非常容易出現(xiàn)手工操作、記錄和錄入錯誤，并且無法高效的重復(fù)使用測試設(shè)備，不能實現(xiàn)遠程測試，也無法在測試過程中對測試內(nèi)容和狀態(tài)進行全程監(jiān)控。

（3）測試后。每次測試的數(shù)據(jù)相對獨立，無法集中進行分析比對，每次的測試數(shù)據(jù)不能集中存儲，無法實現(xiàn)數(shù)據(jù)發(fā)掘和提升有效數(shù)據(jù)的知識積累。如圖1所示。

圖1 傳統(tǒng)單機設(shè)備測試場景圖

在認真調(diào)研了用戶的現(xiàn)狀和問題后，萊諾斯公司提出了使用LNST-2000分布式自動化測試系統(tǒng)來升級和改造客戶現(xiàn)有的測試手段（見圖2）。應(yīng)用LNST-2000后，該研究所在測試技術(shù)、測試效率、測試覆蓋性和測試質(zhì)量等方面取得了非常顯著的提高。比如原來一個需要5天時間才能完成的測試任務(wù)，現(xiàn)在只需要3個小時，原來該所一年可以完成500個專項的測試任務(wù)，現(xiàn)在可以完成3000～5000個，生產(chǎn)效率提高了近10倍；原來需要100多個具有專業(yè)技術(shù)能力的測試人員在各個工作臺上長時間的測試，現(xiàn)在只需要十幾個人員即可，人員成本節(jié)約了80%以上，人員的勞動強度下降了90%以上，因此受到了用戶極大的好評。

圖2 應(yīng)用LNST-2000后的單機設(shè)備測試場景圖

LNST-2000是一套由萊諾斯科技（北京）有限公司完全獨有自主知識產(chǎn)權(quán)的分布式自動化測試系統(tǒng)，其主要特點是：先進的自動化測試思想,全新的自動化測試理念，即一個測試平臺二個中心；完備的自動化測試系統(tǒng)，解決客戶在測試前、測試中和測試后所遇到的幾乎所有問題；靈活的自動化測試方案,涵蓋元器件級測試、設(shè)備級測試和系統(tǒng)級測試；

二、LNST-2000系統(tǒng)的典型部署結(jié)構(gòu)

LNST-2000系統(tǒng)的典型部署結(jié)構(gòu)見圖3，圖中集中控制中心、數(shù)據(jù)服務(wù)中心（“存儲集群”為數(shù)據(jù)服務(wù)中心的配套存儲）構(gòu)成了系統(tǒng)的核心后臺服務(wù)環(huán)境，通過網(wǎng)絡(luò)與設(shè)計、執(zhí)行、管理、監(jiān)視、分析等工作站協(xié)同工作；在測試執(zhí)行過程中，由測試執(zhí)行工作站對接具體的測試儀器儀表，完成對被測件的激勵測量，得出測試結(jié)果。

LNST-2000自底層的儀表程控、測試邏輯及流程的設(shè)計和執(zhí)行至頂層的測試管理、測試數(shù)據(jù)的再挖掘等層面都提供了配套的技術(shù)實現(xiàn)。系統(tǒng)為客戶在測試前的設(shè)計準備、測試中的執(zhí)行監(jiān)控和測試后的處理評估提供全方位的技術(shù)支持，是一套具有測試設(shè)計體系、分布式并行測試執(zhí)行機制，以及大數(shù)據(jù)量處理能力的分布式自動化測試系統(tǒng)。

圖3 LNST-2000系統(tǒng)布署示意圖

三、LNST-2000軟件模塊組成

LNST-2000分布式自動化測試平臺包括測試前子系統(tǒng)、測試中子系統(tǒng)和測試后子系統(tǒng)；系統(tǒng)還在測前、測中和測后子系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，提供面向測試全生命周期的測試管理模塊，總體協(xié)調(diào)管理測前、測中和測后三個階段，與用戶的測試管理整體工作進行對接，提供有效的測試知識管理和測試工作信息管理（見圖4）。

圖4 LNST-2000軟件模塊組成結(jié)構(gòu)圖

（1）測試前子系統(tǒng)包括：測試流程設(shè)計器模塊、測試設(shè)備信息服務(wù)模塊、被測件模型管理模塊、測試輔助設(shè)計器模塊。

（2）測試中子系統(tǒng)包括：測試自動執(zhí)行模塊 、測試組態(tài)監(jiān)視模塊、測試設(shè)備驅(qū)動及管理模塊。

（3）測試后子系統(tǒng)包括：測試結(jié)果處理模塊、測試報表報告模塊、測試數(shù)據(jù)分析評估模塊。

（4）測試管理包括：測試的知識管理、測試工作信息管理。

四、LNST-2000系統(tǒng)各模塊功能

（1）測試流程設(shè)計器模塊的主要功能。用圖形化的方式，將客戶傳統(tǒng)的文本測試方案填入到圖形化的測試設(shè)計流程圖中,使客戶能夠直觀的了解測試所需經(jīng)歷的步驟和過程。流程設(shè)計器模塊提供測試步驟的控制邏輯功能，包括設(shè)備調(diào)用、條件判讀、循環(huán)邏輯、交互邏輯、事件響應(yīng)等功能。

（2）測試輔助設(shè)計器模塊的主要功能。完成在自動化測試設(shè)計里設(shè)備及參數(shù)規(guī)劃、測試拓撲結(jié)構(gòu)、組態(tài)、報表、采集及報警、配置等輔助功能的設(shè)計模塊。

（3）測試設(shè)備信息服務(wù)模塊的主要功能。描述客戶的設(shè)備情況，供設(shè)計過程使用，信息包括系統(tǒng)所支持設(shè)備的型號、每個型號能提供的指令（包括指令參數(shù)和返回值）、每個型號所擁有的屬性、系統(tǒng)內(nèi)實體設(shè)備的基本信息（各實體的型號、位置等）等。

（4）被測件模型管理模塊的主要功能。從結(jié)構(gòu)、功能、性能的角度描述被測件；結(jié)構(gòu)主要包括所包含的單元構(gòu)成、外部接口；功能和性能通過被測件指令集、被測件屬性集、被測件事件集、被測件自主邏輯來表達，各集合內(nèi)容里還包括有對應(yīng)的閾值等性能指標(biāo)；描述好的被測件可以被有效地組織管理，并與前述流程和輔助設(shè)計器對接完成部分自動設(shè)計功能。

（5）測試自動執(zhí)行模塊的主要功能。主要包括測試流程的執(zhí)行，依照流程設(shè)計里描述的設(shè)備調(diào)用、條件判讀、循環(huán)邏輯、交互邏輯、事件響應(yīng)等邏輯自動進行測試自動化執(zhí)行控制，還提供設(shè)備選擇、啟動參數(shù)設(shè)置、日志及變量查看、數(shù)據(jù)采集及產(chǎn)生判讀報警事件等相關(guān)功能。

（6）測試組態(tài)監(jiān)視模塊的主要功能。完成測試過程的監(jiān)視，以圖形監(jiān)視界面的方式，便于用戶更直觀地了解測試全過程。

（7）測試設(shè)備驅(qū)動及管理模塊的主要功能。測試設(shè)備驅(qū)動響應(yīng)自動化執(zhí)行模塊的指令調(diào)度，調(diào)用設(shè)備的指令，并將指令的結(jié)果返回給執(zhí)行機構(gòu)，從而完成自動測試執(zhí)行；在執(zhí)行過程中，還可完成設(shè)備基本參數(shù)的采集，供判讀報警和組態(tài)監(jiān)控用；設(shè)備管理主要提供設(shè)備的安裝、卸載、啟動、停止、配置等功能。

（8）測試結(jié)果處理模塊的主要功能。提供測試數(shù)據(jù)的二次分析處理功能，可進行趨勢、極值等數(shù)據(jù)的分析。

（9）測試報表報告模塊的主要功能。從測試過程數(shù)據(jù)中生成測試報告。測試報告，以Excel、Word為模板，讓用戶能夠最大限度地與現(xiàn)有的工作環(huán)境融合，利用Excel、Word文件導(dǎo)入設(shè)計器后，將測試數(shù)據(jù)提取到報表里，以Excel或Word文件的樣式予以呈現(xiàn)。

（10）測試數(shù)據(jù)分析評估模塊的主要功能。提供測試任務(wù)數(shù)據(jù)分析的模型工具，用戶可依據(jù)這些模型工具進行測試業(yè)務(wù)評估。

（11）測試的知識管理模塊。主要提供對各類型測試經(jīng)驗知識電子文件進行管理維護，供測試前中后各階段工具加載使用，知識庫包括測試方法庫、測試拓撲結(jié)構(gòu)庫、組態(tài)圖元庫、判讀報警算法庫、編解碼算法庫、被測件模型庫、數(shù)據(jù)分析模型庫等幾類。

（12）測試工作信息管理模塊。主要提供測試人員調(diào)度、場地調(diào)度、設(shè)備調(diào)度、測試任務(wù)調(diào)度等功能，即完成測試工作的行政信息化管理相關(guān)功能。