​標準化您建立驗證測試系統的方法，以提升效率和降低風險

​要提升測試系統的效率，就需要從目前所用的方法開始。V&V 測試團隊通常需要測試不同的變因或完全不同的產品，因此需要隨時能針對不同的產品需求與規格，建立適用的測試機。較新的產品可能內建可控制裝置本身的軟體。而實際的工業物聯網 (IIoT) 採用的方式，則是透過網路收集與發佈資訊。早期的產品可能以電子與機械功能為架構，也可能只是單純的機械系統，不包含任何的電子元件。 

說到底，裝置是運用最新技術的尖端產品，或是採用經過驗證的電子與/或機械工程設計來建置，這些都不重要；重點在於所有產品必須能通過 V&V 驗證，才能開始製造。而可供執行 V&V 測試的時間，則取決於以下幾個因素。是否有最佳的產品上市時機？設計團隊的進度是否落後？可能是在經過 V&V 測試後發現設計有問題，因此導致機板必須重新設計，進而造成設計進度落後好幾個月。由於期限縮短、時間緊迫，最後就不得不跳過原定的產品測試步驟，並且面臨產品品質不穩的風險。  

創新的速度勢必會一直加快；然而測試團隊可用的資源不但沒變，甚至變得更少！不幸的是，這是相當常見的情況。這一點也一直是我們只能消極且倉促地建立測試機的主要原因。 

若要轉為積極主動，就需要先審視我們的系統建置、管理與維護的方式。消極測試群最主要的特徵之一，就是採用許多「客制化」的測試系統與測試設備。也就是說，這種方式既繁複又耗時，因此無法在不同配置之間重複使用設備或變更設備用途。另一個特徵就是採用的測試機已經「多次重複建置」了。 如果您的測試工程師團隊涵蓋的專業能力廣泛，或許他們可以彼此互相支援；但有時候某人原本建立的內容已改變，這時候只要重新建立測試機，效率肯定比花時間去了解目前的情況還高。 

或許您可能習慣貴公司這樣的模式，但這些流程其實可以標準化。只要標準化，您就更有機會轉為積極主動的模式。

從建立新的測試機到後期維護，標準方法都有許多優點：

• 有助於讓所有相關人員清楚了解各個測試系統的基本運作原理。
• 讓團隊任何成員都能在您的所有系統上重複使用程式碼，或是變更設備用途。 
• 降低必須多次重複建立相同測試機的風險，進而提升團隊整體效率。
• 降低因團隊成員建立的客制化測試機由內部或外部改變用途而產生的風險。
• 提升建立新測試機的速度。長期下來，團隊就會有穩固的基礎，不再需要一直重複開發相同的基本元件。

標準化方法可以大幅提升團隊的效率。當然，除此之外還有其他因素需要考量。如您所想，我們可以將此劃分為兩個類別：軟硬體。現在我們來了解要順利落實測試系統標準化，可以先從哪裡著手，以及有哪些考量要點。

​在審視所有的測試機時您可能會發現到，要提升效率就必須落實標準化，但同時也需要考量到各種不同的系統。

• 在屬於開迴路系統的測試台上，您只需要建立一個設定點，然後針對裝置以低取樣率在特定時間間隔量測並記錄輸出結果即可。
• 需要嵌入式軟體的裝置，則必須透過 HIL 閉迴路控制系統來即時測試，以確認產品在任何情境下都能正常回應。
• 除了上述兩種方式之外，根據產業類別和聚焦點的不同，通常也需要用到各種不同的測試系統來驗證產品。

硬體相關考量要點

就硬體而言，靈活性、擴充能力以及所採用的方法，都能明顯影響測試系統的效率。 

靈活彈性  

V&V 測試通常會根據不同的複雜度來進行。在其中一點，您可能會需要開迴路控制與量測系統，讓使用者能根據需求來控制測試作業的啟動與中止；而在另外一點，您可能需要高度複雜的自動化系統，以便進行 HIL/嵌入式軟體測試。 

為確實提升效率，請全盤考量不同複雜度的需求。您所選的方法，應該要能同時符合不同複雜度的需求。這一點在開發出新技術時尤其重要，因為這時候會需要全新類型的量測方式。 

標準方法必須能靈活整合各種類型的現有量測方式，並且隨著技術發展而持續增添新功能。這樣能確保您的系統隨時可用，V&V 測試團隊也不需要在每次新的技術推出時重新學習新方法。如此，作業效率獲得提升，整合全新設備的過程也會變得順暢無礙。

擴充能力 

要想知道產品在 5 年後的功能是否正常根本不可能，更別提 10 年後了。然而，一般人都會期望設備使用期限能夠這麼久。也因此，產品的擴充能力相當重要，對 V&V 測試團隊而言更是如此。 

我們不只採用最昂貴的設備，這些設備的複雜度也足以提供整合性。即使您當下的作業沒有那麼複雜 (例如只需要將測試台的測試能力從 2 個裝置擴充為 8 個裝置即可)，但當您原先選用的平台無法輕易擴充，也無法快速整合與同步化額外的通道，要想擴充到足以處理更多裝置就會很困難。 

V&V 在選用平台與建置系統的方法時，必定會考量到系統擴充能力。選擇對的方法能夠讓您更快調整、整合與擴充系統支援更多通道，進而提升效率。您在制定策略時必須要考量到這一點，才能節省初始成本，同時又能確保在需要長期使用時也能輕易擴充系統。

方法 

上文提到標準化如何能簡化設備的重複使用與變更用途方式，但備料也很重要。在時程緊迫的情況下，要在測試前發現裝置是否需要校準，或者是否能正常運作一週 (或是幾分鐘) 並不容易。這時就只能倉促完成新的機板，而測試作業也可能因此延後。於硬體方法與平台進行標準化時，您必須在成本與平台方法之間找到平衡點，才能透過備料策略讓設備正常運作。總而言之，這表示您選擇的方案必須包含廣泛的設備與功能，同時又要能保持作業品質與準確度。 

有時候，您可能無法順利找到能滿足您所有測試需求的方法與平台。在這種情況下，請考量您是否有同步化、時序與產能等需求，同時判斷是否能輕易地將不同類型的設備整合到一個系統中。平台的開放性越高，就越能在不影響效率與時程的情況下，靈活整合其他設備。

標準化所面臨的最大風險，就是所選用的方法或平台可能無法因應未來的需求而擴充。總而言之，您必須選用適合團隊的策略；通常在開始進行標準化之前，會建議先進行全面性的評估。 

軟體相關考量要點

如同硬體相關考量要點，在標準化軟體方法前也需要考量測試作業的複雜度。如果複雜度低，您可能只需要現成的軟體就能在硬體上控制輸出資料與量測輸入結果。這種軟體可讓測試工程師專注於實作合適的硬體，並縮短建立測試台的時間。然而當複雜度提升到某一點時，測試工程師就必須建立自動化測試機，以便根據內部相依性來執行測試常式。這種方法相當耗時。 

測試工程師在測試需要在不同情境下執行的高複雜度產品時，會因為手動執行所有測試太耗時，所以轉而建立自動化的系統。因此，編寫測試程式與常式就成了測試工程師的工作之一。綜觀團隊所涵蓋的技能範圍，您可能會發現成員對於不同類型的軟體與程式設計語言，有著程度不一的熟練度。不過如上文所述，如果沒有一個共通的方法，長期下來就會無法或難以管理與維護測試系統。 

在開始考量軟體方法的相關要點時，您可能會一直聽到「架構」這個詞。如果您有一個開放架構，設計上也考慮到可擴充性，團隊成員就不需要在每次有新的測試機建立時，重複建立相同的基本元件。我們常常會忘記自己針對每個測試機建立的基本元件都一樣，因為這個事實「隱藏」在軟體中。然而，要想確實提升效率，在考量軟體方法時就需要好好考量這一點。 

理想情況下，當複雜度比較低時，您的軟體方法必須能讓您快速進行感測器設定與資料記錄，無須另行開發任何程式碼；不過在需要開發程式碼時，您會需要能夠提供工程師合適架構的開放性方法。測試工程師必須能夠更快地開發、除錯與部署測試作業，並且將使用不同語言編寫的測試程式碼整合到架構中。這時您可能會想自動化測試作業，所以您也必須考量到整合不同硬體的難易度，如此最終建立的架構才不會讓您無法使用所需的硬體。 

軟硬體的相關考量要點必須相符合

總之，標準化就是要提升效率並降低風險。您必須確保軟硬體各方面都能互相配合並且順利整合。如果所選硬體的驅動程式不支援您所選的軟體方法，就無法提升作業效率。同理，如果軟體方法的開放性不足，使用不同語言時又需要重複作業，再建立封套來執行程式碼；在增添新儀器時，管理與維護作業就會變得相當複雜。總而言之，您必須找出同時適合軟硬體的最佳方法，同時確保進行標準化的軟硬體平台能夠輕易整合與擴充。 

除了系統標準化之外，流程與資料的標準化也很重要。在進行標準化時，正確的資料可以同時提供您有關產品效能，以及有關整個測試環境重要的精闢分析。一旦在作業流程中使用這些資料，就能找出目前遇到瓶頸的地方、哪些工作流程可以改善，以及哪些原本手動進行的步驟可以自動化。 

如前文所述，您可以藉由標準化建立、管理與維護系統的方式，大幅提升作業效率。NI 的軟硬體解決方案一直保有高品質、高開放性、高擴充能力與高靈活性的設計，即使您認為可能需要在軟體或硬體方法上有所取捨，您仍可以改用您原有的基礎，更快建立架構與標準方法。以團隊中每位成員的專業技能為基礎，再嘗試組合成可提升產能的共通架構，就能順暢無礙地執行標準方法。