LNST-2000分布式自动化测试系统在航天卫星和其他领域中的应用

莱诺斯科技(北京)有限公司 张 力

莱诺斯科技（北京）有限公司是一家从事分布式工业自动化测试和智能监控技术研发与应用、依托中国航空航天事业迅速发展起来的高新技术企业。公司研发团队已投身于航空航天领域多年，一直致力于箭、弹、星、船的分布式自动化测试和智能监控软件的研发。公司始终本着“技术领先、诚信为本”的原则，注重分布式自动化测试和智能监控技术的提升，力求为客户提供优质的产品与完美的解决方案。公司在西安建有自己的研发中心，与航天专业研究所成立了重点实验室，并与国内知名高校建立了紧密的技术合作，为公司的持续发展提供了强有力的支撑。

公司现已拥有国家知识产权局批准的自主软件著作权18项，自主专利权17项。分布式自动化测试和智能监控系统已涵盖了卫星、火箭、导弹、雷达、船舶、军工、大学、科研院所等各种测试领域，尤其在卫星地面测试领域拥有很大的市场份额，是参与卫星功能测试最全面的服务商。这些产品已经成功地应用于30多种各类型号卫星的测试任务，为航空航天事业，为军工装备行业的自动化测试技术向标准化、模块化、系列化、通用化等方向的发展作出了重要贡献。

一、LNST-2000系统应用案例

某研究所主要从事卫星通信、无线电遥测、计算机应用、自动化控制、机械设计等项目的研制、开发和生产，在研制和生产过程中要对大量的单机设备和由各种单机设备所构成的系统进行性能指标的测试，比如星载计算机指令测试、测控单元功能测试，静态阻抗测试、误码率测试、常规射频指标测试，还有热真空、高低温、振动等环境试验测试等。在测试中他们遇到的主要问题是：

（1）测试前。需要由测试人员编写详尽和复杂的测试手册，然后由测试人员一步步按照测试手册所规定的内容和步骤对被测单机或系统进行手工测试，浪费了测试人员大量宝贵的时间和精力；即使某些测试可以使用自动化测试设备，其测试方法和步骤也被此专用测试设备固化在程序代码当中，一旦测试方法发生改变，就需要原设备供应商的技术人员进行相应的开发配合，对程序代码进行更改，从而造成诸多不便。

（2）测试中。测试人员要从测试开始一直持续观测操作到测试结束，其间需要测试人员进行大量繁琐的测试设备连接，反复的测试数据读写和记录，大量的时间都耗费在了测试执行上，从而导致测试效率低、测试速度慢。还非常容易出现手工操作、记录和录入错误，并且无法高效的重复使用测试设备，不能实现远程测试，也无法在测试过程中对测试内容和状态进行全程监控。

（3）测试后。每次测试的数据相对独立，无法集中进行分析比对，每次的测试数据不能集中存储，无法实现数据发掘和提升有效数据的知识积累。如图1所示。

图1 传统单机设备测试场景图

在认真调研了用户的现状和问题后，莱诺斯公司提出了使用LNST-2000分布式自动化测试系统来升级和改造客户现有的测试手段（见图2）。应用LNST-2000后，该研究所在测试技术、测试效率、测试覆盖性和测试质量等方面取得了非常显著的提高。比如原来一个需要5天时间才能完成的测试任务，现在只需要3个小时，原来该所一年可以完成500个专项的测试任务，现在可以完成3000～5000个，生产效率提高了近10倍；原来需要100多个具有专业技术能力的测试人员在各个工作台上长时间的测试，现在只需要十几个人员即可，人员成本节约了80%以上，人员的劳动强度下降了90%以上，因此受到了用户极大的好评。

图2 应用LNST-2000后的单机设备测试场景图

LNST-2000是一套由莱诺斯科技（北京）有限公司完全独有自主知识产权的分布式自动化测试系统，其主要特点是：先进的自动化测试思想,全新的自动化测试理念，即一个测试平台二个中心；完备的自动化测试系统，解决客户在测试前、测试中和测试后所遇到的几乎所有问题；灵活的自动化测试方案,涵盖元器件级测试、设备级测试和系统级测试；

二、LNST-2000系统的典型部署结构

LNST-2000系统的典型部署结构见图3，图中集中控制中心、数据服务中心（“存储集群”为数据服务中心的配套存储）构成了系统的核心后台服务环境，通过网络与设计、执行、管理、监视、分析等工作站协同工作；在测试执行过程中，由测试执行工作站对接具体的测试仪器仪表，完成对被测件的激励测量，得出测试结果。

LNST-2000自底层的仪表程控、测试逻辑及流程的设计和执行至顶层的测试管理、测试数据的再挖掘等层面都提供了配套的技术实现。系统为客户在测试前的设计准备、测试中的执行监控和测试后的处理评估提供全方位的技术支持，是一套具有测试设计体系、分布式并行测试执行机制，以及大数据量处理能力的分布式自动化测试系统。

图3 LNST-2000系统布署示意图

三、LNST-2000软件模块组成

LNST-2000分布式自动化测试平台包括测试前子系统、测试中子系统和测试后子系统；系统还在测前、测中和测后子系统的基础上，提供面向测试全生命周期的测试管理模块，总体协调管理测前、测中和测后三个阶段，与用户的测试管理整体工作进行对接，提供有效的测试知识管理和测试工作信息管理（见图4）。

图4 LNST-2000软件模块组成结构图

（1）测试前子系统包括：测试流程设计器模块、测试设备信息服务模块、被测件模型管理模块、测试辅助设计器模块。

（2）测试中子系统包括：测试自动执行模块 、测试组态监视模块、测试设备驱动及管理模块。

（3）测试后子系统包括：测试结果处理模块、测试报表报告模块、测试数据分析评估模块。

（4）测试管理包括：测试的知识管理、测试工作信息管理。

四、LNST-2000系统各模块功能

（1）测试流程设计器模块的主要功能。用图形化的方式，将客户传统的文本测试方案填入到图形化的测试设计流程图中,使客户能够直观的了解测试所需经历的步骤和过程。流程设计器模块提供测试步骤的控制逻辑功能，包括设备调用、条件判读、循环逻辑、交互逻辑、事件响应等功能。

（2）测试辅助设计器模块的主要功能。完成在自动化测试设计里设备及参数规划、测试拓扑结构、组态、报表、采集及报警、配置等辅助功能的设计模块。

（3）测试设备信息服务模块的主要功能。描述客户的设备情况，供设计过程使用，信息包括系统所支持设备的型号、每个型号能提供的指令（包括指令参数和返回值）、每个型号所拥有的属性、系统内实体设备的基本信息（各实体的型号、位置等）等。

（4）被测件模型管理模块的主要功能。从结构、功能、性能的角度描述被测件；结构主要包括所包含的单元构成、外部接口；功能和性能通过被测件指令集、被测件属性集、被测件事件集、被测件自主逻辑来表达，各集合内容里还包括有对应的阈值等性能指标；描述好的被测件可以被有效地组织管理，并与前述流程和辅助设计器对接完成部分自动设计功能。

（5）测试自动执行模块的主要功能。主要包括测试流程的执行，依照流程设计里描述的设备调用、条件判读、循环逻辑、交互逻辑、事件响应等逻辑自动进行测试自动化执行控制，还提供设备选择、启动参数设置、日志及变量查看、数据采集及产生判读报警事件等相关功能。

（6）测试组态监视模块的主要功能。完成测试过程的监视，以图形监视界面的方式，便于用户更直观地了解测试全过程。

（7）测试设备驱动及管理模块的主要功能。测试设备驱动响应自动化执行模块的指令调度，调用设备的指令，并将指令的结果返回给执行机构，从而完成自动测试执行；在执行过程中，还可完成设备基本参数的采集，供判读报警和组态监控用；设备管理主要提供设备的安装、卸载、启动、停止、配置等功能。

（8）测试结果处理模块的主要功能。提供测试数据的二次分析处理功能，可进行趋势、极值等数据的分析。

（9）测试报表报告模块的主要功能。从测试过程数据中生成测试报告。测试报告，以Excel、Word为模板，让用户能够最大限度地与现有的工作环境融合，利用Excel、Word文件导入设计器后，将测试数据提取到报表里，以Excel或Word文件的样式予以呈现。

（10）测试数据分析评估模块的主要功能。提供测试任务数据分析的模型工具，用户可依据这些模型工具进行测试业务评估。

（11）测试的知识管理模块。主要提供对各类型测试经验知识电子文件进行管理维护，供测试前中后各阶段工具加载使用，知识库包括测试方法库、测试拓扑结构库、组态图元库、判读报警算法库、编解码算法库、被测件模型库、数据分析模型库等几类。

（12）测试工作信息管理模块。主要提供测试人员调度、场地调度、设备调度、测试任务调度等功能，即完成测试工作的行政信息化管理相关功能。