可靠性強(qiáng)化測(cè)試技術(shù)在電子產(chǎn)品測(cè)試中的應(yīng)用研究

張?zhí)栴? 呂寧 裴永勝

摘? 要：隨著現(xiàn)代科學(xué)的技術(shù)不斷的發(fā)展，電子類的產(chǎn)品市場(chǎng)范圍不斷擴(kuò)大，市場(chǎng)上電子產(chǎn)品種類越來越多，其功能也越來越復(fù)雜，給大家的生活帶來了許多的便利，但是，在電子產(chǎn)品的實(shí)際操作中，由于故障經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)電子產(chǎn)品問題，造成人們生活和工作上的不便，因此，在測(cè)試電子產(chǎn)品時(shí)，應(yīng)該使用可靠性測(cè)試技術(shù)來提高電子產(chǎn)品的實(shí)用性。該文主要介紹使用技術(shù)提高電子產(chǎn)品測(cè)試可靠性的效果，并介紹測(cè)試電子產(chǎn)品時(shí)實(shí)際需要解決的問題。

關(guān)鍵詞：可靠性測(cè)試技術(shù);電子產(chǎn)品測(cè)試;測(cè)試結(jié)果

中圖分類號(hào)： TN06? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 前言

公司生產(chǎn)的產(chǎn)品的質(zhì)量并不完全取決于公司本身的驗(yàn)證和宣傳，產(chǎn)品質(zhì)量是整個(gè)產(chǎn)品銷售過程的結(jié)果，但是，在一般的產(chǎn)品質(zhì)量關(guān)系中，每個(gè)細(xì)節(jié)都可能有直接或間接產(chǎn)生負(fù)面的影響。

1 提高可靠性測(cè)試的技術(shù)

1.1 可靠性增強(qiáng)測(cè)試概述

可靠性增強(qiáng)測(cè)試技術(shù)基于可靠性測(cè)試中使用的HALT（高加速壽命測(cè)試）技術(shù)，它通過向被測(cè)產(chǎn)品施加放大的應(yīng)力（溫度，振動(dòng)，電應(yīng)力）來暴露產(chǎn)品缺陷，在設(shè)計(jì)和過程等許多方面對(duì)缺陷和弱點(diǎn)以及已識(shí)別的缺陷和故障進(jìn)行分析和修復(fù)，以達(dá)到提高可靠性的目的。該技術(shù)的主要特征是將應(yīng)力設(shè)置為高于樣品設(shè)計(jì)操作的上限，這使得故障排除時(shí)間比正常情況下可靠應(yīng)力所需的時(shí)間少，可靠性測(cè)試技術(shù)在提高產(chǎn)品可靠性方面可以發(fā)揮重要的作用，因?yàn)樗梢钥焖儆行У刈R(shí)別產(chǎn)品缺陷。

1.2 技術(shù)原理

可靠性測(cè)試技術(shù)的技術(shù)原理是強(qiáng)度與應(yīng)力相互干擾的理論。電子產(chǎn)品故障的原因不僅與使用壽命長(zhǎng)和部件丟失有關(guān)，還與電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造過程中的錯(cuò)誤導(dǎo)致故障有關(guān)，這表明通過最小化電子產(chǎn)品中的潛在缺陷可以顯著提高可靠性，例如，如果電子產(chǎn)品經(jīng)受一定的應(yīng)力和一定的強(qiáng)度，并且施加應(yīng)力或較高的強(qiáng)度時(shí)，則可能會(huì)發(fā)生故障或失去效能，如果電子產(chǎn)品的特性良好，則故障和失去效能的可能性較低。在制造電子產(chǎn)品樣品的第一個(gè)過程中，將執(zhí)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制，以確保應(yīng)力和強(qiáng)度傳遞，從而避免斷裂或斷裂。然而，由于電子產(chǎn)品的大量生產(chǎn)，在大規(guī)模生產(chǎn)過程中不可能進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制，并且電子產(chǎn)品很有可能會(huì)出現(xiàn)故障或失去效能，因此，增強(qiáng)了可靠性并加強(qiáng)了測(cè)試技術(shù)的應(yīng)用，以完全識(shí)別電子產(chǎn)品制造中的弱點(diǎn)，并優(yōu)化制造環(huán)節(jié)，提高電子產(chǎn)品的可靠性。

2 軟件測(cè)試狀態(tài)

近年來，隨著產(chǎn)品系統(tǒng)中軟件的規(guī)模不斷擴(kuò)大，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行軟件測(cè)試的重要性已大大提高，在正式銷售電子產(chǎn)品之前，必須根據(jù)正式程序經(jīng)過幾個(gè)階段的軟件測(cè)試，產(chǎn)品通常需要執(zhí)行的軟件測(cè)試項(xiàng)目包括功能、性能、安全性和可靠性測(cè)試，功能測(cè)試，以確保產(chǎn)品的功能符合產(chǎn)品的要求。隨著當(dāng)前國(guó)內(nèi)軟件行業(yè)積極的發(fā)展，軟件測(cè)試行業(yè)的需求呈現(xiàn)爆炸性增長(zhǎng)，這也凸顯了專業(yè)測(cè)試人員的巨大缺口，為了測(cè)試軟件的可靠性，公司通常依靠自己的可靠性測(cè)試經(jīng)驗(yàn)來執(zhí)行產(chǎn)品可靠性測(cè)試，通常針對(duì)軟件參數(shù)邊界值編寫置信度測(cè)試，實(shí)際情況中，主要產(chǎn)品制造商和專門的軟件測(cè)試公司會(huì)檢查產(chǎn)品軟件的可靠性，由于人員和資金等諸多限制，許多小型企業(yè)和公司沒有軟件測(cè)試團(tuán)隊(duì)和專職的軟件測(cè)試工作的人員，因此在投放市場(chǎng)前，僅會(huì)對(duì)產(chǎn)品的軟件最基本的功能和性能進(jìn)行測(cè)試，并不能保證軟件的穩(wěn)定和可靠，產(chǎn)品軟件出現(xiàn)常見問題和非常差的用戶體驗(yàn)，因此，在軟件測(cè)試行業(yè)的當(dāng)前狀態(tài)下，對(duì)軟件可靠性進(jìn)行的測(cè)試是不夠的，而且會(huì)使軟件產(chǎn)品的可靠性出現(xiàn)問題[1]。如圖1所示。

3 提高電子產(chǎn)品測(cè)試可靠性的技術(shù)

3.1 核心技術(shù)

在實(shí)際工作中，不僅要根據(jù)電子產(chǎn)品的類型考慮施加應(yīng)力的大小，還要考慮產(chǎn)品的主要特性。由于產(chǎn)品的故障和失效的原因與硬件不同，因此硬件的故障與時(shí)間密切相關(guān)，并且使用時(shí)間越長(zhǎng)，硬件故障的可能性就越大。產(chǎn)品缺陷是指在啟動(dòng)后導(dǎo)致缺陷的所有條件，使檢測(cè)的電子產(chǎn)品出現(xiàn)故障，因此，在提高可靠性的測(cè)試技術(shù)過程中，主要研究是引起電子產(chǎn)品故障的啟動(dòng)條件，并從故障的角度解決了問題，另外，由于電子產(chǎn)品種類繁多，因此最好在測(cè)試過程中使用黑盒子測(cè)試技術(shù)。測(cè)試環(huán)境，測(cè)試輸入和測(cè)試輸出是根據(jù)黑盒測(cè)試技術(shù)的特性來執(zhí)行的。

3.2 技術(shù)實(shí)施

3.2.1 構(gòu)建測(cè)試輸入

經(jīng)過以上分析，可靠性強(qiáng)化測(cè)試技術(shù)對(duì)軟件的可靠性具有重要的作用，在實(shí)際運(yùn)作過程中，如果電子產(chǎn)品性能出現(xiàn)問題，就意味著軟件的可靠性能不達(dá)標(biāo)，另外，在測(cè)試過程中，必須重視軟件系統(tǒng)運(yùn)行的條件和環(huán)境。為了創(chuàng)建一種測(cè)試技術(shù)來提高適用于大多數(shù)電子產(chǎn)品的軟件的可靠性，我們分析并總結(jié)了如何創(chuàng)建測(cè)試輸入數(shù)據(jù)以及如何基于4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)創(chuàng)建輸入數(shù)據(jù)，換句話說，是“異常，力量，界限，余量”。以上建議適用于測(cè)試套件，而測(cè)試人員則創(chuàng)建用于測(cè)試的輸入數(shù)據(jù)，有效地避免了開發(fā)測(cè)試套件時(shí)的盲目性和困惑，并快速建立了觸發(fā)軟件缺陷的條件，幫助提高開發(fā)效率，在特定的實(shí)現(xiàn)方式中，測(cè)試人員可以調(diào)整不同產(chǎn)品的4個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，以創(chuàng)建特定產(chǎn)品的詳細(xì)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)表，然后根據(jù)更新后的表創(chuàng)建測(cè)試用例。創(chuàng)建詳細(xì)表時(shí)，應(yīng)盡可能考慮子類別中的所有情況，以便編譯后的測(cè)試應(yīng)用程序示例可以完全涵蓋“啟動(dòng)條件”[2]。

3.2.2 確定測(cè)試結(jié)果

該測(cè)試不需要針對(duì)每個(gè)輸入測(cè)試進(jìn)行特定測(cè)試，因?yàn)檐浖煽啃詼y(cè)試旨在刺激軟件缺陷，而不是檢驗(yàn)生產(chǎn)軟件的適用性的測(cè)試。根據(jù)測(cè)試的目的，從使用的角度出發(fā)，將“是否發(fā)生開發(fā)者不想看到的現(xiàn)象或消費(fèi)者感覺不佳的現(xiàn)象”用作測(cè)試結(jié)果，即用于評(píng)估產(chǎn)品軟件缺陷的標(biāo)準(zhǔn)。在確定測(cè)試輸入是否影響產(chǎn)品軟件時(shí)確定測(cè)試結(jié)果（故障標(biāo)準(zhǔn)）之后，一旦在產(chǎn)品上顯示了定義的測(cè)試結(jié)果，一組測(cè)試輸入數(shù)據(jù)就會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)品軟件出現(xiàn)缺陷，就可以進(jìn)行判斷。例如，在特定的APP應(yīng)用程序的情況下，其測(cè)試輸出“開發(fā)人員不想出現(xiàn)或?qū)οM(fèi)者造成不良印象的現(xiàn)象”在顯示設(shè)備上顯示卡滯、白屏、黑屏、花屏、故障等現(xiàn)象、表明軟件可靠性測(cè)試結(jié)果包括卡滯、白屏、黑屏、花屏等[3]。

3.2.3 搭建測(cè)試環(huán)境

為了創(chuàng)建具有增強(qiáng)的軟件可靠性的測(cè)試環(huán)境，一個(gè)是可以將所有測(cè)試輸入快速便捷地應(yīng)用于被測(cè)軟件產(chǎn)品，另一個(gè)是測(cè)試輸入是可控制的，可追溯的和可以再現(xiàn)的。根據(jù)上述要求，自動(dòng)測(cè)試可用于實(shí)現(xiàn)測(cè)試環(huán)境并依賴軟件信任，因?yàn)樗哂兄С珠L(zhǎng)期密集測(cè)試，更高的效率且更容易重現(xiàn)問題的優(yōu)點(diǎn)，由于電子產(chǎn)品種類繁多，因此構(gòu)建的測(cè)試環(huán)境也非常不同，特定的應(yīng)用程序應(yīng)根據(jù)特定的產(chǎn)品創(chuàng)建測(cè)試環(huán)境[4]。

3.3 溫度應(yīng)力測(cè)試

溫度應(yīng)力測(cè)試是指從低溫到高溫的應(yīng)力測(cè)試，測(cè)試溫度開始于20°C，然后上升10°C，如果電子產(chǎn)品具有較低的溫度承受能力，則可以降低溫度升高，并且將在測(cè)試過程的每個(gè)步驟中對(duì)電子產(chǎn)品進(jìn)行10 min的檢查。接下來，逐漸增加溫度值，直到達(dá)到電子產(chǎn)品的溫度電壓上限并發(fā)生故障。電子產(chǎn)品無法在溫度應(yīng)力上限下正常運(yùn)行，因此，通過降低溫度應(yīng)力，觀察電子產(chǎn)品是否可以正常工作，并獲得電子產(chǎn)品的工作和溫度限制[5]。

3.4 抗振性

振動(dòng)測(cè)試根據(jù)電子產(chǎn)品的類型和測(cè)試條件確定振動(dòng)大小，頻率和步長(zhǎng)。每隔10 min振動(dòng)時(shí)間執(zhí)行一次功能檢查和開/關(guān)測(cè)試，高頻振動(dòng)測(cè)試從強(qiáng)到弱來進(jìn)行測(cè)試，以確定電子產(chǎn)品在故障后是否可以恢復(fù)正常運(yùn)行[6]。

3.5 綜合應(yīng)力測(cè)試

綜合應(yīng)力測(cè)試是指隨機(jī)溫度測(cè)試和隨機(jī)振動(dòng)測(cè)試的組合，在溫度變化期間執(zhí)行五個(gè)循環(huán)，在此期間逐漸施加各種振動(dòng)應(yīng)力，通常，初始振蕩應(yīng)力為上限的1/5，每個(gè)周期將溫度保持10 min，然后執(zhí)行功能測(cè)試和開/關(guān)測(cè)試。

4 結(jié)語

因此，隨著電子產(chǎn)品變得越來越復(fù)雜，將可靠性測(cè)試應(yīng)用于電子產(chǎn)品的測(cè)試當(dāng)中是非常重要的。

參考文獻(xiàn)

[1]張偉，柳海濤，王曉東.ADuM440X系列芯片在星載電子產(chǎn)品測(cè)試系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].微型機(jī)與應(yīng)用，2014，33（22）：87-89，93.

[2]韓彬，吳震，劉維嘉.基于ISO11452汽車電子產(chǎn)品測(cè)試技術(shù)探討[J].電子測(cè)量技術(shù)，2014，37（6）：38-41.

[3]沙文瀚.基于PCAN和單片機(jī)的車載電子產(chǎn)品測(cè)試平臺(tái)搭建[J].電子技術(shù)與軟件工程，2013（18）：200-201.

[4]李朝鋒，趙劍挺.電子產(chǎn)品測(cè)試管理體系的建立與實(shí)施研究[J].信息與電腦（理論版），2012（9）：54-55.

[5]王慧，王銘澤，李會(huì).航空電子產(chǎn)品測(cè)試性設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)工作框架及流程研究[J].飛機(jī)設(shè)計(jì)，2012，32（3）：70-76.

[6]王建偉，房衛(wèi)東.面向中小型企業(yè)的電子產(chǎn)品測(cè)試管理體系研究[J].科技管理研究，2012，32（5）：119-123.