軟件研發(fā)過程測試中測試原則及測試策略分析

吳夢麗 王占輝 胡 寶 蘇亞昕 于士謙

（許繼電氣股份有限公司，河南 許昌 461000）

0 引言

為了構建新型電力系統(tǒng)，解決“雙高”電網帶來的新問題。各繼電保護廠為了進一步提高繼電保護產品的質量，加快對其進行更新換代的速度，研發(fā)測試環(huán)節(jié)就變得更為重要。面對測試任務和測試質量的雙重壓力，在對多年研發(fā)和測試研究的基礎上，并結合實際操作中遇到的問題，研究出一種能夠在保證產品質量的前提下，順利完成測試任務的測試原則和策略［1］。

1 測試原則與測試策略

產品測試是為了找尋產品的缺陷，在產品研發(fā)過程中進行測試，可以在出廠前將產品隱藏的缺陷降到最低，保證產品的質量。目前，對測試的理論研究僅限于軟件產品（現有軟件測試原則列舉見表1），對產品出廠前的整機測試還不成熟，如何在產品發(fā)布前最大限度地保證產品質量對生產廠家來說是最關鍵的，也是最有研究意義的課題。

表1 現有軟件測試原則列舉

測試策略用于確定過程測試工作的方法和目標。隨著繼電保護產品在現場穩(wěn)定運行中的重要性越來越高，產品的零問題成為新產品出廠的基本條件。此外，繼電保護產品的功能、性能等指標也成為各生產廠家競爭的重點，再加上產品供貨的時間壓力和第三方集中檢測的質量壓力，各繼電保護產品生產廠家面臨的壓力倍增。結合日常工作，測試策略研究內容主要有以下5方面：①確定進行測試的類型和目標；②測試時采用的技術；③測試結果的評判標準；④對測試過程中出現的問題存在影響的特殊事項；⑤按照設計說明書的規(guī)定，逐項測試系統(tǒng)的功能、性能等特性。

依據上述理論分析，按照“獨立性原則”，并結合實際操作流程，對繼電保護產品過程測試中的策略進行詳細分析。

2 整機產品過程測試策略

2.1 新產品的過程測試策略

過程測試一要充分暴露問題，二要及時反饋問題。但為工程投運或第三方檢測推出的新產品，要滿足“在短時間內完成產品質量保障”的要求，如何能履行過程測試的職責，一般從兩方面進行考慮。

2.1.1 移植類產品的過程測試。對繼電保護產品的生產廠家而言，在其長期研發(fā)積累和產品迭代的基礎上，完全從零開始研發(fā)設計的產品很少，大部分都是在已有產品的基礎上，通過移植、改進等方式形成的新產品。此類產品的問題一般不多，按照繼電保護產品過程測試已有流程執(zhí)行即可，但對修改內容較多的產品，可按照涉及技術的復雜程度分成不同的測試內容，由不同測試人員進行測試，如可分為“修改內容的正確性驗證”和“基本功能的正確性保證”兩部分，結合實際情況進行分析即可。

2.1.2 非移植類產品的過程測試。除了移植類產品外，也會有全新開發(fā)的繼電保護產品。越是新產品，其存在的問題就有可能更多，可按照表1中的測試原則進行測試，但在實際操作過程中，由于產品研發(fā)周期的限制，或過程測試的任務量過大，若在測試完成后再對產品存在的問題進行反饋、修改，會使產品的研發(fā)周期變長，影響產品的交付。此時，可總結產品的主要特征，在初期過程測試中對該特征進行精準測試，優(yōu)先保證產品的基本功能［2］。如對繼電保護裝置，可將其功能劃分為模入模出功能、開出功能、保護基本功能等，若上述功能存在問題，可直接向研發(fā)部門反饋，無問題后再進行其他功能的測試優(yōu)化，最終完成產品的全面性質量考核（見圖1）［3］。

圖1 過程測試基本流程

2.2 批量推出的新產品過程測試策略

本研究所述的批量推出新產品僅限于不同電壓等級、不同應用場景的繼電保護產品，且具有公共特征和運行平臺。

現場投運或第三方集中檢測對產品出廠時間的要求非常嚴格，要在短期內完成批量產品的研發(fā)，出廠所面臨的壓力巨大，且在完成產品研發(fā)后，留給過程測試的時間非常有限，甚至會出現開發(fā)和測試并行的情況［4］。對批量生產的產品型號，在有限的時間內完成新產品的研發(fā)測試的所有項目基本上是不可能的。鑒于此，本研究制定以下測試策略，在保證測試質量的同時，滿足產品交付日期的要求。

2.2.1 測試項目的橫向覆蓋。按照測試要求對測試項目進行模塊化劃分，在同批次產品中按照產品的性能及實際情況進行分塊測試，模塊劃分應遵循以下3個原則：①模塊劃分應具備獨立原則，要求測試模塊劃分應做到相對獨立，模塊間耦合程度低，界限明確；②模塊劃分應具備高效原則，要求被測試模塊劃分應簡單高效，對測試人員來說，在測試過程中應盡可能地減少模塊間的切換時間，使測試工作具有連續(xù)性；③模塊劃分應具備精準原則，產品模塊的劃分有簡單和復雜之分，測試人員的測試能力也有強弱之分，劃分測試模塊后應結合測試人員的實際測試能力做到合理安排。

除此之外，對批量產品進行模塊劃分時，可將不同產品相同部分的測試模塊歸為一類進行測試，由一名測試人員同時進行測試，既解決了測試人員的技術能力問題，也解決了同一廠家產品風格不一致的問題。

根據繼電保護裝置的特征，建立能適用于所有產品的基本測試模型。由圖2可知，在不同的繼電保護產品中除了功能性能差異較大外，其余都存在通用部分，在模塊劃分過程中，可根據上述原則在測試前進行合理劃分。

圖2 繼電保護裝置通用模塊劃分

以母線保護裝置為例，結合上述理論進行分析，對正常測試流程和模塊化后測試流程進行簡單對比，驗證不同測試策略下的測試周期差異性。

在沒有進行模塊劃分時，完成一個母線保護裝置全面測試需要的時間為336.6 h（測試時間由實際工作中實測各環(huán)節(jié)所需時間綜合計算得出），如圖3所示。

圖3 正常測試流程（測試用時根據實際操作測算）

結合圖2對母線保護裝置進行模塊劃分，重新對測試時間進行合理分配，得出的結論見圖4。

圖4 模塊化測試流程（測試時間根據實測項目推算）

在經過模塊化劃分后，實際測試周期的計算公式見式（1）。

式中：t為整機測試周期；T為各模塊測試周期。

結合圖4對模塊劃分后的測試周期進行重新計算，見式（2）。

對比圖2的測試周期，得出采用模塊劃分策略的測試周期較正常測試周期縮短了145.2 h，效率提升了43%。

2.2.2 測試模塊的縱向開展［5］。當完成測試模塊劃分后，在具體執(zhí)行過程中，可按照過程測試部門內部制定的測試要求和測試方法，各測試單元的測試人員要履職盡責、通力合作，做到“質量、效率雙提升”。①測試模塊的差異性執(zhí)行。根據劃分的模塊，不同的測試對象可選擇不同的執(zhí)行順序，按照測試原則既可從最有可能隱藏問題的部分著手，也可從產品最基本功能入手，盡快且盡可能地找到產品中存在的問題；②測試過程的規(guī)范性操作。在測試過程中，各測試單元的測試人員應對測試記錄、測試方法進行規(guī)范記錄和操作，做到測試記錄結果明確、數據詳盡，測試方法有據可依、行之有效；③測試質量的可靠性保證。通過規(guī)范性操作，質量把關人員可對測試人員的測試質量進行抽檢。對周期較長的過程測試，可增加階段性抽檢工作，及時對產品的測試質量進行評價，杜絕錯（漏）檢的出現；④測試效率的有效性提升。對模塊化操作，其測試內容和測試項目的運行模式固定性較強，且部分內容可通過自動測試來完成檢測（如圖2中的“功能性能”部分），測試人員對產品質量的把握由整體轉換為局部，在一定程度上能提升測試效率；⑤測試人員的合理分工。組建由技術骨干負責測試團隊，團隊中人員的能力高低搭配，測試經驗相對欠缺的員工可承擔相對簡單的模塊測試，在測試過程中要確保人員能及時交流，在保證測試質量的同時，保證對人才梯隊的培養(yǎng)；⑥對被測產品合并同類項。因繼電保護產品的應用環(huán)境特殊，同一系列產品會有相同之處，如變壓器保護裝置在110 kV、220 kV、500 kV產品中的保護配置基本一致。在實際操作中，根據實際情況分析各型號的測試項目，對能并行開展的測試，可采取并行測試模式，一次測試多個型號。

2.2.3 被測產品的完整性梳理［6］。模塊測試并不能代替整機測試，尤其是在繼電保護產品過程測試中，各模塊之間的有效配合將直接影響現場保護裝置運行的穩(wěn)定性和可靠性［7］，所以在完成模塊測試后，應結合繼電保護的選擇性、速動性、靈敏性、可靠性等原則，并按照以下3方面對繼電保護產品進行整機質量分析（見圖5）。①過程測試的規(guī)范性考核。該部分主要是對各測試單元的測試方法、測試手段進行審核。因模塊化測試過程中測試人員的能力參差不齊，對測試依據的掌握程度也不相同，在測試過程中采用的測試方法和測試手段也不一致，對關鍵點進行詳細抽檢，可最大限度地保證各測試單元的測試質量；②過程測試的全面性考核。將已完成測試的各模塊重新組合，以各測試單元測試結果為考核依據，并結合現場運行工況，綜合考核整機測試質量是否存在遺漏項；③過程測試的深入性考核。通過前兩部分的綜合考核，已基本確定整機測試過程中的薄弱環(huán)節(jié)和疑難點，如存在疑問，可由技術負責人組織人員對該部分重新進行測試。

圖5 模塊化劃分后過程測試質量保證

2.3 其他類產品的過程測試策略

除了上述過程測試策略外，在繼電保護產品測試領域中，還有以下2種測試策略。

2.3.1 測試類型的回歸驗證。根據過程測試的特征，可分為全面測試和針對性測試。在正常的測試過程中，繼電保護產品的第一輪過程測試一般為全面測試，后續(xù)無論該產品進入第幾次過程測試，基本上都是針對性測試。根據產品研發(fā)的特性和理論，該流程沒有問題，但從質量保證角度來看，經過多次產品升級后，必定會造成其他功能和性能的下降，所以在進行過程測試時，可根據實際情況，在針對性測試過程中增加一輪次的全面測試，或較為詳細的針對性測試。

2.3.2 共性問題的橫向驗證。共性問題是指型號不同的產品都存在的問題。從產品研發(fā)周期考慮，為了提高產品的研發(fā)速度，基于共有平臺產品開發(fā)模式，同一平臺上共性問題發(fā)生的概率較大。在過程測試中，可據此將發(fā)現的問題進行分類，對共性問題或可能屬于共性問題范疇的問題要進一步重視，即使其他裝置上沒有發(fā)現該問題，也應該針對該問題進行測試，保證該系列產品的測試質量。

除此之外，在過程測試中還存在其他測試情況，如適用于專業(yè)檢測的對標測試、適用于特殊問題解決的專項測試等，本研究不再贅述，操作者可結合實際情況，選擇更能保證產品質量的測試策略。

3 結論

對測試原則和測試策略進行研究，在繼電保護裝置整機測試中仍是一個值得研究的理論方向，本研究通過對測試原則和測試策略進行分析，在保證測試質量的前提下，可有效提高測試效率，力爭在繁重的測試任務中找到一條新路子、發(fā)現一種新方法、解決一個新問題、達到一個新高度，使測試人員在完成測試任務的同時，思想和能力得到進一步提高。