可靠性強化測試技術(shù)在電子產(chǎn)品軟件測試中的應(yīng)用

馬國坪 王強

（古浪職教中心 甘肅省古浪縣 733100）

基于現(xiàn)代軟件行業(yè)發(fā)展速度的加快與智能化時代的來臨，電子產(chǎn)品和互聯(lián)網(wǎng)融合發(fā)展的趨勢愈加明顯，以電子產(chǎn)品內(nèi)硬件集成化、模塊化為主要標志，使產(chǎn)品中硬件的核心地位逐漸被替代，產(chǎn)品復(fù)雜化與大型化特征愈加明顯。在電子產(chǎn)品內(nèi)軟件規(guī)模與復(fù)雜程度顯著增長的情況下，因其缺陷所引起的產(chǎn)品問題也愈加頻繁，所以對軟件內(nèi)潛在缺陷予以提前排除十分關(guān)鍵，也是電子產(chǎn)品企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。由此可見，深入研究并分析電子產(chǎn)品軟件測試中的可靠性強化測試技術(shù)應(yīng)用路徑具有一定的現(xiàn)實意義，以不斷優(yōu)化電子產(chǎn)品的可靠性能。

1 可靠性強化測試技術(shù)概述

1.1 內(nèi)涵

可靠性強化測試技術(shù)，即高加速壽命試驗，可測試物理故障，而測試的對象包括電子產(chǎn)品故障與失效兩部分[1]。此技術(shù)一般通過逐步增加電子產(chǎn)品環(huán)境與強化應(yīng)力的方式使其主動產(chǎn)生故障，將其在設(shè)計、生產(chǎn)與加工等環(huán)節(jié)的問題暴露出來，進而及時采取完善和改進措施，以達到不斷優(yōu)化電子產(chǎn)品測試可靠性的目的。在循環(huán)施加強化應(yīng)力、采取改進手段的過程中，電子產(chǎn)品的應(yīng)力承受力會增強，在提升其測試可靠性方面的價值也更高，盡可能降低故障發(fā)生率。可靠性強化測試技術(shù)選用電子產(chǎn)品可承受最大應(yīng)力，盡量降低其正常使用狀態(tài)下故障發(fā)生時間，并系統(tǒng)優(yōu)化故障，使用戶的體驗感得以增強。此技術(shù)憑借以上優(yōu)勢，使其在電子產(chǎn)品測試中得到了廣泛應(yīng)用[2]。此外，電子產(chǎn)品在上市前借助可靠性強化技術(shù)測試，不僅利于用戶滿意度的提升、使故障發(fā)生率降低，同樣可縮減故障維修的成本，進一步增強經(jīng)濟效益，以塑造良好形象，為后續(xù)發(fā)展提供必要幫助。

1.2 技術(shù)原理

可靠性強化測試技術(shù)原理就是強度和應(yīng)力的互相干擾理論。致使電子產(chǎn)品發(fā)生故障原因在影響其使用壽命的同時，還與部件的丟失，產(chǎn)品設(shè)計與制造過程失誤所致故障存在一定關(guān)聯(lián)。也就是說，在對電子產(chǎn)品內(nèi)潛在缺陷最小化處理的情況下，利于其本身可靠性的提升。若電子產(chǎn)品受到特定甚至更高應(yīng)力與強度的作用，就會增加其故障發(fā)生率，甚至還會使其效能喪失。若電子產(chǎn)品特性較強，那么發(fā)生故障及效能喪失的幾率會降低[3]。對電子產(chǎn)品樣品進行制造的初期需對質(zhì)量進行嚴格把控，以更好地傳遞應(yīng)力、強度，以免發(fā)生斷裂。但在大批量生產(chǎn)電子產(chǎn)品的情況下很難保證質(zhì)量控制的嚴格性，加之產(chǎn)品故障發(fā)生率較高，所以更有必要引進可靠性測試技術(shù)，進而對制造電子產(chǎn)品過程的缺陷加以識別，并對制造環(huán)節(jié)予以優(yōu)化，進一步優(yōu)化電子產(chǎn)品可靠性能。

2 電子產(chǎn)品軟件測試狀態(tài)分析

目前階段，在產(chǎn)品系統(tǒng)內(nèi)部軟件應(yīng)用規(guī)模逐漸擴大的情況下，針對產(chǎn)品實施軟件測試的重要性逐漸凸顯出來。電子產(chǎn)品在正式投入市場銷售前，一定要遵循正式程序接受不同階段軟件測試。一般來講，產(chǎn)品所需執(zhí)行的軟件測試項目主要有性能、功能、可靠性與安全性等方面，盡可能保證其功能與產(chǎn)品要求吻合[4]。其中，功能測試指的就是產(chǎn)品功能與其需求的契合度驗證；安全性測試與性能測試指的就是對產(chǎn)品性能指標與安全要求進行檢測；可靠性檢測指的就是對產(chǎn)品可靠性、穩(wěn)定性和產(chǎn)品要求的契合度進行驗證。

基于我國軟件行業(yè)的快速發(fā)展，軟件測試行業(yè)需求也隨之增加，對于專業(yè)測試工作人員的需求量也明顯提高。在對軟件可靠性進行測試的過程中，企業(yè)會憑借可靠性測試經(jīng)驗開展，而常見的測試內(nèi)容就是軟件參數(shù)邊界值的編寫置信度。但在實踐過程中，產(chǎn)品制造商與專業(yè)軟件測試公司均會對軟件可靠性進行檢查，但受人員與資金等因素的約束，大部分小型企業(yè)并不具備軟件測試隊伍與專業(yè)軟件測試工作者，所以在軟件投入市場之前僅能夠簡單測試軟件基本功能與性能，而難以確保其穩(wěn)定性與可靠性，最終導(dǎo)致產(chǎn)品軟件實際應(yīng)用中經(jīng)常出現(xiàn)問題，直接影響了用戶的使用體驗[5]。所以說，基于當前軟件測試行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，針對軟件產(chǎn)品可靠性的測試仍有待完善，以有效改善其可靠性問題。

3 電子產(chǎn)品測試中可靠性強化測試技術(shù)的應(yīng)用

因可靠性強化測試技術(shù)對可靠性的試驗效果明顯，可研發(fā)一種軟件測試技術(shù)以對測試工作者提供幫助，使產(chǎn)品內(nèi)部軟件缺陷被激發(fā)出來，設(shè)計工作者即可在對缺陷分析的基礎(chǔ)上采取改進措施，有效規(guī)避軟件投入使用后出現(xiàn)問題，進一步優(yōu)化產(chǎn)品軟件可靠性能，所以軟件可靠性強化測試技術(shù)也應(yīng)運而生。而在電子產(chǎn)品軟件測試中如何運用可靠性強化測試技術(shù)則是研究重點，以下將展開系統(tǒng)探究。

3.1 核心技術(shù)

以可靠性強化測試技術(shù)原理為切入點，此技術(shù)的應(yīng)用目的就是對產(chǎn)品缺陷予以激發(fā)，但產(chǎn)品硬件的缺陷通常與其承受應(yīng)力存在一定關(guān)聯(lián)，所以在試驗過程中需轉(zhuǎn)換應(yīng)力時間累計值為強化應(yīng)力，并對其硬件潛在缺陷予以激發(fā)[6]。而在研究軟件本身特征的情況下可知，不同于硬件的是，軟件失效機理是事件觸發(fā)型，具體指的就是在致使軟件缺陷全部條件均存在的情況下，那么此缺陷會即刻被觸發(fā)，即產(chǎn)品軟件會出現(xiàn)故障。所以說，軟件故障的發(fā)生和使用時間間的聯(lián)系并不是必然的，而是會受觸發(fā)條件影響。為此，軟件可靠性測試技術(shù)重點應(yīng)集中于軟件缺陷觸發(fā)條件的構(gòu)建，以保證將其缺陷有效暴露出來。

因軟件的可靠性強化測試主要是對軟件缺陷予以激發(fā)，屬于黑盒測試技術(shù)（圖1），所以關(guān)鍵技術(shù)點包括輸入、輸出與環(huán)境測試。為此，軟件可靠性測試技術(shù)的核心就是：

圖1：黑盒測試方法示意圖

（1）對軟件缺陷激發(fā)測試輸入的構(gòu)建；

（2）預(yù)期測試輸出；

（3）測試機與被檢測系統(tǒng)連接測試環(huán)境的構(gòu)建[7]。

3.2 技術(shù)實施

結(jié)合上述理論分析，為針對電子產(chǎn)品實施軟件可靠性強化測試，就必須對上述核心問題予以解決。

3.2.1 測試輸入構(gòu)建

根據(jù)以上分析可知，對軟件可靠性測試技術(shù)當中測試輸入的構(gòu)建，從本質(zhì)上來講就是對觸發(fā)軟件缺陷的條件加以構(gòu)建，但軟件內(nèi)部全部能夠?qū)θ毕萦|發(fā)的“參數(shù)”、可能產(chǎn)生影響甚至出現(xiàn)軟件缺陷的使用條件以及環(huán)境因素等均是觸發(fā)條件所需考慮的范圍[8]。要想保證軟件可靠性強化測試技術(shù)在絕大部分電子產(chǎn)品中適用，就必須系統(tǒng)分析并總結(jié)測試輸入的構(gòu)建方法，即構(gòu)建準則（強度、余量、異常、邊界）。通過對以上準則的運用即可使測試工作者獲得必要指導(dǎo)，進而完成測試輸入的構(gòu)建，以免出現(xiàn)測試用例設(shè)計過于無序與盲目的問題。這樣一來，不僅能夠使設(shè)計的效率提升，同樣能夠在短時間內(nèi)完成觸發(fā)軟件缺陷條件的構(gòu)建。而在實踐過程中，測試工作者應(yīng)當結(jié)合產(chǎn)品的差異科學細化四項準則，并形成針對性的測試準則細化表，以此為依據(jù)完成測試用例的編寫。但在細化表編寫的過程中，應(yīng)盡量充分考慮子類別下全部可能性，進而增強測試用例編制的可行性，含括全部觸發(fā)條件。

以某電子產(chǎn)品軟件為例，在對測試準則細化表編制的過程中可包括以下幾部分內(nèi)容：

（1）異常：控制--斷電；輸入--通道信號異常；環(huán)境--Wi-Fi異常；

（2）強度：最大信息處理--應(yīng)用程序；持續(xù)不中斷--多個應(yīng)用的調(diào)用和執(zhí)行；

（3）邊界：參數(shù)--聲音設(shè)置；性能--圖片分辨率；狀態(tài)--標簽列表；容量--USB設(shè)備數(shù)量；

（4）余量：運行--響應(yīng)時間余量；內(nèi)存--存儲余量；輸入輸出。

3.2.2 確定測試輸出

軟件可靠性強化測試主要是為將軟件的缺陷激發(fā)出來，而并不是針對產(chǎn)品軟件開展符合性驗證測試，所以不需要針對各測試輸入確定相對應(yīng)測試輸出。而是要結(jié)合測試的目的，以使用需求為出發(fā)點，將測試輸出確定為“產(chǎn)品內(nèi)有無開發(fā)者不希望發(fā)生/影響消費者體驗的現(xiàn)象”，具體指的就是判定產(chǎn)品軟件故障的基本準則。在確定測試輸出以后，在產(chǎn)品軟件應(yīng)用測試輸入后，如果產(chǎn)品產(chǎn)生預(yù)先定義測試輸出，即可斷定此測試輸入將產(chǎn)品軟件缺陷激發(fā)出來。

以某款A(yù)PP應(yīng)用為例，其測試輸出中“產(chǎn)品內(nèi)有無開發(fā)者不希望發(fā)生/影響消費者體驗的現(xiàn)象”的內(nèi)容主要含括顯示設(shè)備死機、卡滯、花屏、白屏、黑屏等，所以在軟件可靠性強化測試中，測試輸出就有死機、卡滯、花屏、白屏、黑屏等（表1）。

表1：智能電視測試輸出結(jié)果

3.2.3 測試環(huán)境搭建

在對軟件可靠性強化措施環(huán)境進行搭建的過程中，不僅要保證所有測試輸入均可對被測試產(chǎn)品軟件產(chǎn)生作用，同時也要保證測試輸入具有可控性，能夠?qū)崿F(xiàn)重現(xiàn)與追溯的目的。結(jié)合以上需求，因自動化并測試可滿足長時間與高強度的要求，同時測試的效率較高且問題能夠復(fù)現(xiàn)，所以在選擇測試環(huán)境方面，應(yīng)盡可能借助自動化測試手段。但因為電子產(chǎn)品的類型較多，所以測試環(huán)境的構(gòu)建方法也具有多樣化特點，有必要在實際應(yīng)用中結(jié)合產(chǎn)品的特性與需求對測試環(huán)境進行構(gòu)建。

3.3 溫度應(yīng)力測試

所謂溫度應(yīng)力測試，具體指的就是從低至高調(diào)整溫度開展應(yīng)力測試，初始溫度是20攝氏度，每增加一次溫度提高10攝氏度。若電子產(chǎn)品承受高溫的能力較差，則需適當調(diào)整溫度的增長量，并且在具體測試期間可將每階段的溫度持續(xù)時間控制在10分鐘，并完成電子產(chǎn)品的測試工作。隨后即可逐漸增加溫度數(shù)值，直至滿足電子產(chǎn)品所能夠承受的溫度應(yīng)力上限并發(fā)生故障。在達到溫度應(yīng)力上限的情況下，電子產(chǎn)品的運行是不正常的，所以要采取減小溫度應(yīng)力的方式對電子產(chǎn)品工作狀態(tài)進行觀察，進而確定其運行與溫度承受極限。

3.4 快速溫變循環(huán)測試

此測試需在完成溫度應(yīng)力測試后開展，即結(jié)合溫度應(yīng)力測試的上限數(shù)據(jù)之上，增減5-10攝氏度循環(huán)進行測試，測試的次數(shù)為5次。在每一循環(huán)測試過程中，需保證在極限位置保持10分鐘，進而測試產(chǎn)品的功能。

3.5 振動應(yīng)力測試

振動應(yīng)力測試即結(jié)合電子產(chǎn)品的類型與測試環(huán)境對振動的大小、步長與頻率加以確定，同樣保證每次的振動時間是10分鐘。隨后即可開展功能與上下電測試，開展高頻率振動測試時，應(yīng)遵循從強到弱的原則，進而對電子產(chǎn)品故障發(fā)生以后恢復(fù)正常運行的可行性做出判斷。

3.6 綜合應(yīng)力測試

所謂綜合應(yīng)力測試指的則是結(jié)合隨機溫度與振動形式的測試方法，在溫度變化過程中要開展五次循環(huán)測試，而且要逐漸增加振動應(yīng)力。通常來講，振動應(yīng)力的起始大小就是上限數(shù)值的五分之一，溫度則在每次循環(huán)中保持10分鐘，進而完成功能測試、上下電測試。

4 可靠性強化測試技術(shù)的實際應(yīng)用與驗證

在對軟件可靠性強化測試技術(shù)有效性驗證中，需將其投入多款產(chǎn)品的實際應(yīng)用中，以獲取更為豐富的實驗數(shù)據(jù)。而根據(jù)實踐調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在軟件可靠性強化測試應(yīng)用的基礎(chǔ)上，利于盡早對軟件系統(tǒng)亦或是軟件應(yīng)用缺陷予以發(fā)現(xiàn)，通過系統(tǒng)分析與設(shè)計改進，可實現(xiàn)產(chǎn)品軟件穩(wěn)定性與可靠性的增強。

在對某型號電視產(chǎn)品進行軟件可靠性強化測試中選擇典型測試用例進行分析，能夠?qū)浖收嫌行Ъぐl(fā)并暴露：

測試類型：

（1）異常。產(chǎn)品播放共享設(shè)備內(nèi)視頻文件，與共享設(shè)備網(wǎng)絡(luò)連接斷開，故障表現(xiàn)為播放時黑屏和死機，缺陷程度嚴重；電視端對電腦內(nèi)共享食品播放的時候，會推送清晰度為1080P的mp4視頻，故障表現(xiàn)為電視端的視頻播放沒有圖片，在返回后死機，重啟后即可恢復(fù)，缺陷程度為嚴重。

（2）強度。電視運行時間過長且頻繁進行操作，重啟，故障表現(xiàn)為電視端的 提示停止運行且重啟無法恢復(fù)，需刷機解決，且發(fā)生率高，缺陷程度為嚴重。對天氣應(yīng)用與本地媒體切換調(diào)用40次，故障表現(xiàn)為本地媒體卡死，缺陷程度為嚴重。

（3）邊界。在本地媒體下，U盤占滿后識別，故障表現(xiàn)為在U盤完全占滿的情況下電視無法對內(nèi)部資源進行識別，缺陷程度為一般。

在軟件可靠性強化測試中，測試的內(nèi)容為：加載本地媒體播放模塊，TV按鍵對加載過程打斷。具體過程：將遙控器的TV按鍵按下后，再按下HOME按鍵返回主場景，隨后再進入本地媒體。經(jīng)測試發(fā)現(xiàn)，本地媒體播放模塊卡死，需重新啟動電視才能夠恢復(fù)。原因分析：啟動本地媒體播放模塊的時候，主程序會對USB信息進行調(diào)用并對子程序進行讀取，在對設(shè)備與文件信息獲取以后加載顯示。在既有設(shè)計中，子程序向主程序所返回的數(shù)據(jù)內(nèi)不含括自身運行狀態(tài)，然而主程序會設(shè)置變量，進而對子程序狀態(tài)進行記錄。如果在沒有完成加載的情況下被打斷并重啟，主程序會認為子程序呈暫停狀態(tài)，但子程序?qū)嶋H是停止狀態(tài)。在主程序?qū)⒒謴?fù)指令發(fā)送給子程序的時候，子程序難以做出響應(yīng)，最終致使USB信息讀取時使其運行狀態(tài)信息增加。在回歸測試驗證后，加載本地媒體播放模塊可恢復(fù)正常運行狀態(tài)。

5 結(jié)束語

綜上所述，軟件的可行性強化測試技術(shù)的應(yīng)用能夠?qū)﹄娮赢a(chǎn)品軟件的可靠性進行測試，但與傳統(tǒng)系統(tǒng)測試不同，此技術(shù)的應(yīng)用并非是對產(chǎn)品功能的實現(xiàn)與否驗證。開展軟件可靠性強化措施的目的就是保證產(chǎn)品軟件內(nèi)缺陷被高效暴露出來，進而為軟件設(shè)計的改進與完善提供有價值的技術(shù)幫助。總體來講，軟件可靠性強化測試可為軟件設(shè)計工作者提供幫助，對軟件潛在缺陷進行快速發(fā)現(xiàn)，保證產(chǎn)品軟件甚至是產(chǎn)品系統(tǒng)可靠性得到提升，因而應(yīng)用于電子產(chǎn)品軟件測試中的未來前景與價值突出。