基于新能源汽車整車控制系統(tǒng)的功能測試管理

寧勝花 陳長健 莫紅明 班定東

【摘 要】新能源汽車整車控制器是整車的大腦，其功能的可靠性及完善性直接影響著整車的安全及功能。為了保證整車控制系統(tǒng)功能的可靠性及完整性，文章梳理了在整車控制系統(tǒng)功能開發(fā)過程中較理想的測試管理流程，旨在為整車控制系統(tǒng)功能開發(fā)及有效地進行測試工作提供較全面的思路引導，指導后續(xù)控制系統(tǒng)的開發(fā)和測試工作。

【關鍵詞】測試管理；整車控制系統(tǒng)；功能；測試

【中圖分類號】U469 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2016）02-0091-03

0 引言

整車控制系統(tǒng)功能的可靠性及完整性對整車性能有著很大的影響，從需求分析、產品設計及實現(xiàn)、控制系統(tǒng)功能測試、整車測試到用戶使用，都少不了測試人員的參與和付出。但實際情況經常出現(xiàn)需求分析不清晰、產品功能模糊等現(xiàn)象，導致測試的評價標準存在差異性；同時，測試人員的工作成果常常沒有得到開發(fā)人員、產品經理或客戶的肯定。該問題不同程度地在諸多企業(yè)中出現(xiàn)。之所以會有上述情況的發(fā)生，主要在于測試活動本身就是一個復雜度很高的工作，測試工作的成果容易受到諸多方面的因素影響。因此，測試團隊需要依靠一個科學、合理、靈活、強大的協(xié)同測試管理流程來提升測試活動的效率和質量，優(yōu)化控制系統(tǒng)的測試有效性。

當前，測試技術及測試管理相關參考資料大部分是針對軟件的，比如文獻[1]針對軟件測試管理進行了梳理，文獻[2]涵蓋了軟件測試認知及技術。而對于整車控制系統(tǒng)測試相關的參考文獻大多是基于某工具的測試，文獻[3]基于整車控制硬件在環(huán)總結了測試流程及測試用例庫設計方法；文獻[4]闡述了python腳本在整車控制系統(tǒng)HIL測試中的應用；文獻[5]基于LabVIEW的整車控制器測試系統(tǒng)進行了研究與開發(fā)。綜上所述，諸多文獻闡述了軟件測試的相關技術、測試管理及基于某方面整車控制系統(tǒng)測試研究，但針對整車控制系統(tǒng)缺少測試管理的相關總結，因此探索和研究并形成新能源汽車整車控制系統(tǒng)的測試管理系統(tǒng)很有必要。

1 測試需求及測試需求管理

任何一項工作均有一個前提要求或需求，整車控制系統(tǒng)也不例外。整車控制系統(tǒng)開發(fā)需求是整車控制功能開發(fā)的基礎，也是測試工作的主要依據(jù)，但由于當前條件下，很多的需求文檔不全或不完善，造成設計文檔及設計過程的不完善甚至不合理，從而導致測試效率較低。針對這些問題，主要有以下對策：

（1）測試人員參與需求評審，并根據(jù)需求分析檢查清單，發(fā)現(xiàn)需求分析的不完善之處。該需求分析檢查清單需要測試人員持續(xù)構建。

（2）控制系統(tǒng)開發(fā)前期對測試人員進行比較全面的被測系統(tǒng)培訓，使測試人員充分了解被測控制系統(tǒng)的功能及其他有關電氣特性。

（3）測試人員需要在新能源汽車用戶的角度上，發(fā)現(xiàn)需求的不足，并對需求提出相應的改進意見，該過程需要測試人員持續(xù)地維護。

（4）測試人員需要根據(jù)測試的經驗，提出當前測試的需求。測試過程中的經驗也是測試需求分析時重點要考慮的。

通過以上4個對策，既可以進一步彌補整車控制系統(tǒng)功能開發(fā)需求文檔的不足，又可以保證測試需求的有效性。在該過程中應持續(xù)構建測試需求，為后續(xù)項目測試需求提供更有效、更快捷的獲得方式。

2 測試策略與計劃

在整車控制系統(tǒng)開發(fā)人員開展概念設計、設計策略、時間計劃時，測試人員要根據(jù)開發(fā)人員提供的材料，制訂測試的策略與測試計劃。測試策略的設計要考慮以下幾個方面：首先，確定測試范圍；其次，深入分析測試對象；再次，確定測試內容及測試方法。在制訂測試策略的過程中，需要同時考慮到測試人員不同的測試分工及測試的側重點，并據(jù)此分配相應的測試計劃。測試計劃需要考慮項目計劃，根據(jù)項目的不同階段，制訂測試的不同階段及不同層次的計劃。同時，測試計劃也為測試工作制定時間目標，測試人員需要根據(jù)測試計劃制訂自己的工作計劃。

3 測試環(huán)境搭建

測試環(huán)境的搭建是反映被測對象所處環(huán)境的重要體現(xiàn)，因為測試人員對被測對象所處環(huán)境的模擬越接近現(xiàn)實，其測試結果越接近實車情況。模擬整車控制系統(tǒng)的輸入中主要體現(xiàn)為CAN信號輸入、模擬量輸入、數(shù)字量輸入、頻率輸入4種信號特性，其信號特性是否和實車環(huán)境一致，一方面在于測試需求中的測試需求文檔是否描述得清晰、準確，另一方面在于測試設備是否具備模擬這些信號特性的條件。只有在2個方面都滿足的情況下，才能搭建出和實車情況接近的測試環(huán)境。搭建接近實車的測試環(huán)境并不是一蹴而就的，需要測試人員根據(jù)經驗或已有的流程來優(yōu)化測試環(huán)境的搭建工作。

4 測試用例及測試用例庫管理

測試用例是測試執(zhí)行的基本依據(jù)，測試用例的質量對軟件測試起著至關重要的作用，因此它也是軟件測試的重點和難點。測試人員設計測試用例時需要關注以下幾個方面。

（1）測試人員需要先明確有哪些參考輸入，比如需求文檔、測試標準及規(guī)范、設計開發(fā)文檔等，單一地參考設計文檔或需求文檔都是不全面的。

（2）測試用例設計時，除了考慮被測對象的功能之外，也需要關注被測功能與其他功能模塊之間的交互[6]。

（3）測試用例設計需要考慮到用戶的使用場景。測試的主要目的是測試其整車控制系統(tǒng)的功能是否滿足用戶的需求，因此測試時考慮用戶的使用場景是測試人員必須具備的一種能力。

（4）有了測試用例設計的輸入、交叉功能分析、使用場景之后，采用合適的測試用例設計技術與方法編寫測試用例。

（5）測試用例編寫完成后，需要測試人員組織有效的測試評審，從而實現(xiàn)測試用例入庫管理。

（6）結合以往測試經驗，制定當前的測試用例，為當前的測試工作提供完整及有效的測試用例服務。

隨著測試的進一步進行或者對整車控制系統(tǒng)提出新的需求，都要對測試用例庫進行更新，只有這樣，才能保證測試質量。擁有一個高質量的測試用例庫，是保證測試工作質量的良好基礎。

5 測試過程及測試報告

為了提高測試效率，測試實施過程中可采用結伴測試的方式。結伴測試一方面可以減少錯誤率，另一方面可以彼此互相學習。在測試實施完成后，測試報告是測試人員反饋問題的主要且重要途徑，其內容的完整性可以有效地反饋問題。因此完整的測試報告包括測試報告及相關測試數(shù)據(jù)記錄文檔。測試報告的有效管理主要體現(xiàn)在測試報告的內容方面，以下列舉了測試報告中必須包含的內容。

（1）修訂記錄。該內容可以有效地保證被測對象及測試結果的版本管理。

（2）概述。包括文檔后續(xù)中用到的術語或定義、參考文檔。由參考文檔可迅速得知測試依據(jù)的正確性。

（3）測試基本信息。包括測試階段及相關信息（比如：測試階段、模型版本、軟件版本、硬件序列號、軟硬件集成日期、車輛編號、車型等信息）、測試時間、測試人員及聯(lián)系方式、測試地點。

（4）測試概述。該部分內容簡單描述測試目的、測試方法、測試環(huán)境等。

（5）測試結果匯總。該部分內容對測試用例及測試結果簡單描述，有效、快捷地反饋測試結果。

（6）測試結果記錄。該部分內容是對“（5）測試結果匯總”中的測試內容的評價標準及測試結果詳細記錄。該部分內容可以為后續(xù)的問題復現(xiàn)提供依據(jù)。

6 缺陷分析

在整個項目的測試過程中，需要不間斷地進行缺陷分析，監(jiān)控在開發(fā)和測試中是否存在問題和漏洞，并根據(jù)分析結果來調整測試的內容及測試策略。在整車測試完成后，還需要進行一次缺陷分析，并以此總結經驗教訓，以便在日后的項目中進行改進。在項目中根據(jù)實際情況，可以按嚴重程度、功能層次、缺陷發(fā)現(xiàn)階段、缺陷修復時間、缺陷發(fā)現(xiàn)人員等方式分析缺陷。根據(jù)經驗，在不同分類方式的缺陷分過程中均會有一定的比例關系，比如嚴重程度缺陷分析，一級和四級嚴重缺陷占比例較少，二級和三級缺陷比例應該占大多數(shù)，如果一級故障占的比例較高，需要考慮原因，盡量讓一級嚴重缺陷在早期發(fā)現(xiàn)并完善。因此，有效地進行缺陷分析是項目測試時和測試完成后都需要重視的一項任務，沒有缺陷分析環(huán)節(jié)，測試工作就沒有優(yōu)化之說。

7 總結

綜上所述，測試管理就是在測試過程中不斷優(yōu)化再利用的過程，因此測試管理是測試工作中不可缺少的內容，管理的有效性、合理性是保證測試結果有效性、可靠性的重要基礎。為了保證整車控制系統(tǒng)功能測試不斷提升其完整性及可靠性，本文梳理了整車控制系統(tǒng)測試工作中的相關內容及管理方式，對后續(xù)的控制系統(tǒng)測試及開發(fā)工作具有一定的指導意義。

參 考 文 獻

[1]黃瑩.軟件測試技術與測試管理[J].工業(yè)控制計機，2003，16（5）.

[2] （美）Ron Patton.軟件測試[M].周予濱，姚靜，譯.北京：機械工業(yè)出版社，2002.

[3]田真，黃小楓，李志成，等.整車控制器硬件在環(huán)測試流程及測試用例庫設計[J].汽車工程學報，2014（3）.

[4]吳超，李玲，張燕.python腳本在整車控制系統(tǒng)HIL測試中的應用[J].上海汽車，2012（2）.

[5]葉子.基于LabVIEW的純電動客車整車控制器測試系統(tǒng)研究與開發(fā)[D].長春：吉林大學，2012.

[6]蔡為東.贏在測試2[M].北京：電子工業(yè)出版社，2013.

[責任編輯：陳澤琦]