Automatización y secuenciación de pruebas en un mundo impulsado por la IA: Optimiza tu aplicación para un mayor rendimiento y fiabilidad

Los ingenieros a menudo pasan demasiado tiempo desarrollando secuenciadores en lugar de desarrollar código de prueba, ralentizando la implementación y la ejecución de pruebas. A medida que crecen los requisitos, la secuenciación y el soporte de código se convierten en una segunda base de código. El trabajo típico cambia de nuevas mediciones a mantenimiento de la infraestructura. Las operaciones como la ejecución de pasos, la configuración, la implementación del sistema de prueba, el manejo de errores, el registro y los informes deben desarrollarse y mantenerse para garantizar la productividad de prueba continua. Cambiar el enfoque de la ejecución de pruebas a la gestión de pruebas reduce la productividad, ralentiza la replicación a nuevas estaciones y aumenta el riesgo. Cualquier pequeño cambio en la orquestación de la prueba puede romper un código de medición estable. 

Otro desafío que a menudo se pasa por alto es el de no dedicar suficiente tiempo o esfuerzo a la infraestructura de gestión de pruebas, lo que conduce a un desarrollo repetitivo en etapas posteriores. Tomemos, por ejemplo, un equipo de validación que solo puede tener necesidades de automatización simples. Al pasar de la validación a la producción, es probable que las pruebas ejecutadas se superpongan. Si la infraestructura de prueba está desalineada, puede dar lugar a un redesarrollo innecesario del código de prueba existente y a una automatización que de otro modo podría haberse trasladado a la siguiente etapa de desarrollo del producto.

Un secuenciador es la capa de control que define el flujo de prueba, como el orden de pasos, la ramificación, los límites/decisiones, el manejo de errores, la generación de informes y el uso de recursos (instrumentos, conexiones DUT, directorios de archivos, etc.). En el diseño y validación, los equipos suelen comenzar con mediciones interactivas para obtener el “primer rastro” rápidamente, luego agregar automatización tan pronto como se repite el flujo de trabajo. Estos pasos trazan una progresión común: 

1. Tracción interactiva: los equipos utilizan paneles frontales suaves y herramientas impulsadas por la configuración para confirmar el cableado, la integridad de la señal, los ajustes del instrumento y el comportamiento básico de DUT. Un ejemplo de cómo los equipos pueden ejecutar este paso podría ser usar el software NI InstrumentStudio™ para tomar mediciones con instrumentación PXI. 
2. Automatización ligera: la automatización ligera se puede manejar a nivel de aplicación con herramientas de secuenciación de automatización integradas sin código que secuencian un conjunto de mediciones o sensores. Si se requieren mediciones o análisis personalizados en este punto, los equipos suelen traer NI LabVIEW u otras aplicaciones de codificación para pruebas y procedimientos repetibles. El objetivo de este paso es la repetibilidad y la iteración más rápida, no un marco de gestión de pruebas completo.
3. Gestión completa/secuenciador de pruebas: después de que una aplicación requiera variantes, ramificación de resultados de pruebas, ejecución paralela, flujos de trabajo del operador, informes estandarizados o implementación multiestación, la secuenciación se convierte en su propio requisito. En este punto, el código se utiliza para los módulos de medición que luego se orquestan en un secuenciador como NI TestStand. Un secuenciador como TestStand evita que el control de flujo, el manejo de resultados y otras operaciones se expandan en cada módulo de código de prueba.

La secuenciación básica se puede manejar en aplicaciones interactivas para flujos de automatización lineal simples. Programas como InstrumentStudio y NI FlexLogger, que ofrecen herramientas de automatización de pruebas sin código, serían ejemplos de este tipo de aplicaciones interactivas.

Por ejemplo, imagine que necesita validar un dispositivo bajo prueba (DUT). En InstrumentStudio, puede automatizar un conjunto de pasos repetidos en una secuencia como configurar su instrumento para generar una señal conocida, medir la respuesta del DUT y capturar los resultados. Esta secuencia repetible le permite volver a ejecutar rápidamente el mismo proceso en el mismo dispositivo o en varios, lo que garantiza la coherencia y el ahorro de tiempo en comparación con la operación manual, sin necesidad de código adicional. Sin embargo, es importante señalar que este tipo de secuencia es típicamente lineal y solo ejecuta los mismos pasos en el mismo orden para cada dispositivo. Para el control de flujo de secuencia extendido, modelos de procesos especializados o IU e informes personalizados, necesitaría una herramienta de secuenciación más avanzada. Las secuencias incorporadas en InstrumentStudio se guardan como un archivo de secuencia que también se puede abrir en TestStand para una funcionalidad de gestión de pruebas extendida.

Consulte la Tabla 1 para obtener una lista más detallada de lo que puede y no puede lograrse utilizando el secuenciador InstrumentStudio.

Nota: El secuenciador InstrumentStudio requiere una licencia InstrumentStudio Professional, que también está incluida en LabVIEW+ Suite.

Para obtener más información sobre el secuenciador InstrumentStudio, visite la página de documentación de la herramienta InstrumentStudio sequencer. 

Figura 1. InstrumentStudio Sequencer

Otro ejemplo de secuenciación de automatización sin código es automatizar el registro para la respuesta de salida de un módulo sensor usando FlexLogger. FlexLogger ofrece un plug-in de secuenciación para automatizar el registro de datos de un DUT, incluida la inicialización de un dispositivo de adquisición de datos, la aplicación de señales de estímulo al DUT y el registro de datos durante una duración definida en una secuencia lineal. Este plug-in permite la ejecución lineal de secuencias basadas en pasos, la ramificación básica a nivel de paso (saltar, repetir, detener o saltar al paso) y la lógica condicional sondeada (comienzo, parada, condiciones previas y acciones posteriores al paso), lo que permite la automatización de los procedimientos de prueba sin necesidad de desarrollar código.

En el cuadro 2 se ofrece una lista más detallada de lo que puede y no puede lograrse utilizando el complemento de secuenciación FlexLogger.

Nota: El plug-in de secuenciación para FlexLogger requiere una licencia FlexLogger Professional, que también está incluida en LabVIEW+ Suite.

Para obtener más información sobre el Sequencer Plug-In, visite https://github.com/ni/niflexlogger-plugins/tree/main/PDK%20plugins/Output%20Sequencer

Figura 2. FlexLogger Sequencing Plug-In

La secuenciación compleja añade variabilidad (parámetros basados en datos), reintentos/lógica de salto, paralelismo (multi-UUT, multi-sitio), arbitraje de recursos y trazabilidad. Las complejas capacidades de secuenciación son cruciales en la validación y producción porque imponen la ejecución repetible a través de estaciones, variantes, mejoran el rendimiento utilizando modelos avanzados de procesos, definen el comportamiento determinista y producen un seguimiento/informe consistente para la depuración y auditoría de resultados.

Una prueba de producción funcional con TestStand, por ejemplo, podría ejecutar los mismos pasos de medición principales para múltiples variantes de producto y múltiples unidades bajo prueba (UUT), al tiempo que se adaptan los parámetros y el flujo basándose en un archivo de configuración o número de pieza escaneado. La secuencia puede inicializar recursos compartidos, como chasis PXI, fuentes de alimentación o accesorios, y luego ejecutar subprocesos de prueba por UUT en paralelo mientras bloquea instrumentos que no se pueden compartir. Si una medición falla, la secuencia puede aplicar ramificación condicional, como ejecutar una subsecuencia de diagnóstico o saltar a un apagado seguro, y puede capturar resultados estandarizados en un informe rastreable con número de serie, límites, ID de operador y metadatos de calibración. Este proceso asegura que cada estación produzca datos consistentes para depurar y auditar los resultados de la secuencia.

Figura 3. Editor de secuencias TestStand

La LabVIEW+ Suite cubre la secuenciación a múltiples niveles, dependiendo de dónde se encuentre en el flujo de trabajo de desarrollo. 

• InstrumentStudio ofrece un control interactivo de la ejecución de secuencias de comandos y de la presentación para hardware y mediciones compatibles. Puede usarlo para definir configuraciones de instrumentos, configuraciones de estímulo/respuesta y ciclos de medición repetibles sin desarrollar un secuenciador completo. Las secuencias creadas en InstrumentStudio se pueden abrir y expandir en TestStand. 
  
• FlexLogger permite la ejecución de pruebas basadas en la configuración para sistemas centrados en sensores/DAQ. Puede usarlo para definir canales, escalado, registro y configuraciones de ejecución de pruebas, para que los equipos puedan repetir procedimientos sin crear un marco personalizado.  
  
• LabVIEW se utiliza para mediciones más complejas o análisis personalizados como VI modulares que pueden llamarse desde herramientas de secuencia de nivel superior. LabVIEW también le permite expandir la funcionalidad en InstrumentStudio o FlexLogger usando plug-ins. (La creación de plug-ins requiere una licencia profesional para InstrumentStudio y FlexLogger). 
  
• TestStand ofrece un motor de secuencia robusto que maneja automatización compleja, como ramificación basada en variables, ejecución paralela/multi-UUT, interfaz de usuario del operador, implementaciones y reportes/trazabilidad estandarizados. TestStand hace un uso completo del código de medición escrito no solo en LabVIEW, sino en una variedad de otros lenguajes, incluidos C/C++, Python, .NET y más.  
  
• La LabVIEW+ Suite apoya el proceso de desarrollo permitiendo a los equipos comenzar con la ejecución basada en la configuración y herramientas de automatización de pruebas sin código, que pueden promover la orquestación de TestStand a medida que aumenta la complejidad, sin reescribir el código de medición básico. 

Esta sección describe tres estrategias distintas para organizar secuencias de pruebas automatizadas en función de los requisitos específicos de su proyecto. Elegir el enfoque correcto depende de equilibrar sus necesidades de velocidad de configuración, escalabilidad y mantenimiento a largo plazo.

Cuándo usar la secuenciación básica

Utilice herramientas de automatización de pruebas sin código como FlexLogger o InstrumentStudio cuando el flujo es sencillo y desea una rápida aparición sin crear un marco. Estos productos son los más adecuados para la validación y caracterización de bancos: ejecuciones repetibles donde las necesidades de informes y trazabilidad son mínimas.

La secuenciación de automatización sin código simplifica la automatización que a menudo se realiza utilizando un lenguaje de scripting como Python, que ahora se puede realizar a nivel de aplicación, reduciendo la cantidad de código que se necesita escribir y validar.

Cuándo usar un marco de gestión de pruebas

Cambie a TestStand cuando necesite coordinar varias estaciones, realizar cambios frecuentes, requerir una interfaz de operador, necesitar informes estandarizados, admitir la ejecución multi-UUT o en paralelo, o debe cumplir con los requisitos de cumplimiento y trazabilidad. En estos casos, mantenga el código de medición modular y traslade el control de flujo, el manejo de resultados y las preocupaciones de implementación al secuenciador, para que la orquestación no se extienda en cada módulo de prueba.

El principal caso de uso para un marco de gestión de pruebas es sin duda en entornos de prueba de producción donde un alto volumen, alto rendimiento y trazabilidad de prueba son un requisito. Sin embargo, las aplicaciones de gestión de pruebas también pueden encontrar un lugar dentro de las etapas de validación de la prueba. Tomemos, por ejemplo, cuando se necesita ejecutar un gran volumen de pruebas de validación y/o caracterización, las limitaciones de un secuenciador simple se harán evidentes rápidamente, particularmente en lenguajes como Python que carecen de optimización de velocidad. Además, puede haber una brecha entre los ciclos de validación y producción, donde el código puede necesitar ser reescrito para ser más optimizado para la prueba de producción. Usar TestStand tanto en validación como en producción garantiza que los equipos de validación estén bien equipados para situaciones que requieren pruebas de gran volumen y una transición más fluida a la etapa de producción de desarrollo.

Cuándo crear un secuenciador personalizado

Desarrolle un secuenciador personalizado solo cuando sus requisitos sean estables y pueda comprometerse con la propiedad a largo plazo (mantenimiento, documentación, incorporación e implementación/actualizaciones automatizadas). Fuera de la secuenciación básica, el costo de propiedad suele ser significativo en comparación con el uso de herramientas de secuenciación comprobadas y mantenidas.

El software NI reduce el riesgo cuando necesita soporte de hardware integrado, motor de ejecución mantenido, herramientas de implementación y generación de informes/trazabilidad integrados. El software de código abierto puede funcionar si su equipo posee el framework a largo plazo y sus requisitos (combinación de hardware, informes, implementación) son simples, lineales y estables. Sin embargo, fuera de la secuenciación básica, la propiedad de un marco personalizado induce un costo significativo de propiedad en el desarrollo y mantenimiento, y estos ya se pueden manejar dentro de software de NI como InstrumentStudio y FlexLogger. 

Además, TestStand como parte de LabVIEW+ Suite ofrece un rendimiento de prueba inigualable, en comparación con la optimización de ejecución más lenta de Python, y menos complejidad de desarrollo de secuenciadores en comparación con el desarrollo en C o .NET. TestStand ofrece un marco de gestión de pruebas completo que hemos optimizado y mantenido durante décadas, para ahorrar a los ingenieros el esfuerzo de tener que volver a desarrollar la misma solución que ya está disponible en el mercado.

La IA acelera el desarrollo de la secuenciación de pruebas. Muchos desarrolladores utilizan la IA para generar código de medición, analizar datos de prueba e incluso crear secuencias más delgadas simples en sus idiomas preferidos. NI Nigel™ AI está integrado directamente en LabVIEW+ Suite, por lo que puede aprovechar Nigel AI para todo esto y más. Nigel AI con LabVIEW+ Suite ofrece varios beneficios sobre otras soluciones de IA. 

Nigel está entrenado específicamente para aplicaciones de prueba y medición y puede proporcionar información sobre cómo usar LabVIEW, InstrumentStudio, FlexLogger y TestStand para ayudarle a aprender y comenzar más rápido. Nigel proporciona orientación sobre qué funciones y configuración utilizar y pronto podrá generar una secuencia TestStand completa a partir de un indicador, tal como podría hacer en Python o C, en un marco de gestión de pruebas completamente desarrollado para mayor robustez.

La secuenciación de pruebas es una parte fundamental de la gestión de pruebas porque define cómo se ejecutan las mediciones, incluido el orden de pasos, la ramificación, los límites/decisiones, el manejo de errores y el registro/informe de resultados. A medida que crece la cobertura de pruebas y la complejidad de las aplicaciones, la secuenciación y la infraestructura de soporte pueden convertirse rápidamente en una segunda base de código que ralentiza la implementación y aumenta el riesgo. 

Con LabVIEW+ Suite, puede escalar la automatización sin necesidad de incorporar la orquestación, los informes, la implementación y la trazabilidad en todos los módulos de medición mediante el uso del enfoque de secuenciación más simple que satisface las necesidades actuales con InstrumentStudio o FlexLogger, mientras planifica un camino claro hacia un marco de gestión de pruebas dedicado con TestStand a medida que los requisitos se expanden desde la validación hasta la producción. Además, Nigel AI ofrece una asistencia integral en IA y una futura orquestación del desarrollo de secuenciación, proporcionando información completa sobre hardware y software, y una generación de secuencias que pronto se implementará para llevar su automatización al siguiente nivel.

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