软件自动化和质量趋势 Software Automation & Quality
是德科技软件测试自动化总经理 Gareth Smith
1.自动化测试设计
传统的测试自动化本身仍然需要手动编写代码以完成测试。基于模型的方法是从中心模型生成测试；而“自主测试设计”则更进了一步，它是自动生成这些模型。这意味着，该模型可作为待测系统的“数字孪生”自动生成，并自动创建和执行实际测试。这就大大简化和优化了测试，可以提高测试质量，缩短上市时间。因此，“自主测试设计”将会成为 2023 年的主流测试方法。
2.测试的可持续性
传统的测试自动化是基于需求，在指定时间段（例如，晚上、周末和发布之前）运行大量固定测试。每个测试的执行都需要耗费大量算力，这既有能源成本，又会影响环境。随着能源价格上涨和可持续性意识的增强，这种传统的“非智能”自动化测试将被智能的“测试优化”——只运行针对具体问题的测试——所取代。
以智能电动汽车为例，多个电子技术领域的创新已经开始为汽车行业和社会带来巨大的变革和利益，以实现更好的安全性，更多的便利性和能源效率。智能电动汽车是未来汽车产业的发展方向并且不断向着“智能化、网联化、新能源化”三大主题不断迭代。
为实现这一切，汽车制造商正利用射频、无线、毫米波、高速互联、电源再生组件和可再生能源等技术上的创新，并将其应用到整车系统上并持续迭代演进。
电动汽车智能化测试
汽车智能化的终极目标是实现所有条件下都能完成所有的驾驶任务，即完全的自动化。在SAE关于自动驾驶的五级分层定义里，L3以下称为辅助驾驶（ADAS）。目前奔驰、宝马、Tesla上量产应用如ACC、AEB、LKA等均属此类，典型配置包含：1个77GHz雷达+2个24GHz雷达+ME前视+12个超声波 + 全景环视 + 域控制器。
尽管在自动驾驶传感器的三大玩家（视觉、毫米波和激光雷达）里，毫米波雷达仍因其全天候、结构紧凑及长距离检测等优势备受关注。其能够实现对被测物体相对距离、现对速度、方位的高精度测量。其中24GHz多用于短/中距测量，77GHz用于中/长距离测量。
汽车毫米波雷达种类
当下国内汽车毫米波雷达还处于产业发展初期，与国外差距较大，在设计仿真、开发验证及生产测试方面面临诸多挑战。
“无线设计人员喜欢使用系统仿真来减少设计的时间，保证设备符合5G NR的规范。我们介绍三个用来克服毫米波设计挑战的仿真技巧。”
“汽车雷达是当今领先的传感技术，能够在所有的环境条件下，提高驾驶的安全性。是德科技在汽车雷达设计与测试解决方不仅适用于当前和未来的 ADAS，还支持即将推出的自动驾驶系统。”
电动汽车的设计模拟及评估
Keysight 的 SystemVue 软件包含丰富的汽车雷达库，结合毫米波汽车雷达系统仿真模板，能够快速搭建用户自定义的汽车雷达系统，并可通过场景仿真模型构建真实汽车雷达工作场景。
在雷达射频微波电路上，Keysight 的 ADS能够进行精确仿真，将 MMIC、LTCC、键合线、封装、接头、天线等进行有机集成。
“PathWave ADS软件提供了市场领先的电路设计与仿真软件，该软件通过模板提供了全面的设计指南，可帮助您更快地入门。”
使用 Keysight 的 EMPro，能够方便的将波导功分网络、波导至同轴转换、同轴至微带转换以及微带功分网络、微带辐射单元等在一个环境中进行整体仿真、加快仿真效率。
“在制作物理原型之前，您可通过电磁（EM）仿真进行深入分析。定制电磁仿真，提高仿真速度和精度。利用电路仿真实施综合电磁分析。”
“随着自动驾驶、电动汽车、互联汽车和汽车以太网的飞速发展，在数年之后，许多在今天还让我们叹为观止的创新技术都会变成稀松平常的基本技术。”
电动汽车产品智能化测试及验证
通过使用信号产生套件（Signal Studio）搭配任意波形发生器（AWG）及高性能信号源（PSG），可以轻松产生FMCW、Pulse等雷达测试信号。利用高性能信号分析仪（UXA）搭配矢量信号分析软件（VSA）可以完成精确的波形分析。
对于汽车防撞雷达这样工作环境复杂的系统，任何单一的测试项目都无法代替系统性的测试验证。通过Keysight的雷达目标模拟器，可以轻松在实验室环境下对所探测的目标进行距离、目标RCS以及相对速度的模拟，避免传统的外场易受天气及不确定性等因素，以保证测试验证的一致性。最终可以轻松架设24GHz、77GHz、79GHz及更高频段的雷达测试环境。
Keysight毫米波雷达综合测试系统
通过以上设计评估、信号产生与分析和系统功能验证（目标模拟）等一系列的开发和验证工作之后，将为我们的自动驾驶带来更多的安全性，并确保其往更高的层面升级。
3.元宇宙 (Metaverse)作为平台
为了与客户保持接触，供应商需要拥有多种渠道；网络和手机最为常见，此外还有专用的移动 app、售货亭、物联网设备、ATM、机顶盒等。预计 2023 年，关于元宇宙被视为未来与客户互动的一个重要渠道的讨论将会越来越多。这个截然不同的渠道也为测试厂商带来了新的设计、构建和测试任务——意味着，他们都需要一个移动应用、一个网站和一个元宇宙平台。非同质化代币（NFT）可视为一个元宇宙环境，它为交付产品和服务提供了一种新方法。测试元宇宙是一项艰巨的任务；这将为测试自动化技术带来许多挑战，同时也为这个领域的加速创新带来了机遇。
什么是元宇宙?
啥是元宇宙？想必大家也知道“元宇宙“这三个字的出处了，所以小说《雪崩》在这里就不啰嗦了；感性认识大家可能也或多或少有一点，因为很多人可能已经看过电影《头号玩家》，里面既有繁华都市也有各种社交和经济活动的“绿洲”，这其实就是一个元宇宙的雏形，借助VR/AR设备，进入其中，有一个自己的虚拟身份，这个身份就是元宇宙中的自己，自己可以完全“生活”在“绿洲”这个虚拟世界即所谓的“元宇宙”中。
简单说，元宇宙就是一个与我们当前的世界并行的一个三维的数字世界，这个数字世界与我们的当前世界会互相影响并不断发展，现实人类可以以另外一个虚拟身份生活其中，实现自己的“理想”和“抱负”。这听起来类似于整个人类的一个“世外桃源”。
4.通过人工智能（AI）提供质量和操作保证
在数字优先的世界中，随着复杂性的增加，数字产品将会受到更严格的审查。对于安全关键型系统来说，此前的审查已经很严格，但到 2023 年，预计所有领域都会更严。产品的内容，包括所有的组成部分和第三方组件都必须逐项列出并进行认证，确保全部都是真实和原创的。随着产品变得更加智能，人工智能（AI）在系统和设备中的应用变得更加广泛，它们的操作也将更加微妙和复杂。对这些系统进行测试时，需要用更智能的技术来理解测试响应，并根据可接受的操作进行验证——这就导致了需要使用 AI 来测试 AI。
可持续发展是当今每一个组织的首要任务。埃森哲数据显示，三分之一的欧洲大型企业已经做出承诺，要在 2050 年之前实现净零排放。然而埃森哲同样发现，这些企业必须在未来十年大幅加快进度，因为他们当中目前还未偏离这一目标的仅占 9%。
通过发挥数字孪生和人工智能的综合潜力，企业可以实现净零排放，并且落实其他可持续性规划。这些技术还会帮助企业深入洞悉自身运营状况，随时掌握可持续性措施的成效，进而逐步实现气候目标。举个例子，数字孪生可用于测试各种场景，帮助企业制定减少能耗、降低排放的最佳策略。
技术进步推动各行各业快速采用数字孪生
数字孪生已经通过许多方式进入了我们的生活。它可以帮助医疗研究人员创建极其准确的心肺或其他器官模型，从而改善临床诊断、医疗教育和培训的效果。能源行业也有大量的数字孪生使用场景，例如构建数字模型，实时指导石油钻探工作。
近年来，随着仿真和建模能力的技术进步，物联网传感器的部署范围进一步扩大、可用的计算基础设施越来越多；这意味着，企业可以逐步提高使用数字孪生的比例。如果配合数字孪生使用人工智能，企业还将获得许多其他优势，例如通过仿真来分析“假设”情景，以及更深入地探究各种因果关系。
许多例子表明，这两种技术能够有效地改善企业的运营能力，包括构建一个“绿色”世界的能力。下面我们通过几个使用场景，来看一下数字孪生和人工智能如何推动各个行业实现可持续发展。
智慧产业
到 2025 年，89% 的物联网平台会包括数字孪生，它们将改变工业和制造设施的运作方式，提供精细入微的洞见，从而提升可持续性工作的成效。例如：
深入分析能源损失点，探索节能降耗的新方法
使用预测分析方法，确定如何通过改变来减少排放
执行风险评估，发现可能导致事故进而影响环境的运营短板
智慧城市
另一个可以借助数字孪生和人工智能的合力来推动变革的领域是：城市规划、城市管理及优化。在应对粮食短缺、提升移动性以及帮助发现犯罪活动等方面，智慧城市具有诸多优势。智慧城市还将为实现可持续发展目标做出巨大贡献。
借助数字孪生和人工智能，城市管理者可以了解、量化和预测施政决策对环境的影响，并对可能的场景展开测试，从而确定哪些情况对环境最有利。
伦敦交通局（TransportforLondon，TfL）就在使用数字孪生收集地铁网络的噪声、高温和碳排放数据。在部署该技术之前，TfL 工作人员只能在凌晨 1 点至 5 点地铁关闭期间进行检查。借助数字孪生提供的实时网络接入，TfL 现在不仅能够在运营时间段内评估各个位置的情况，还能发现以前通过人眼无法检测的数据，例如故障、高温和噪声集中点。该局领导人相信，该项目将成为 Sadiq Khan 市长实现 2030 年轨道系统零碳排放目标的关键举措之一。
随着碳中和成为全球大小城市的当务之急，数字孪生和人工智能的使用率有望继续攀升。
智慧建筑
数字孪生和人工智能既可以帮助城市实现可持续发展，也越来越频繁地被用于构建智慧建筑。这些技术从一开始就将确保可持续性放在首位考虑。施工经理和其他利益相关者能够利用这些技术开发虚拟项目，借此在设计阶段就对建筑的预期碳足迹做出评估。
开发商在设计伦敦 The Hickman 时就采用了这种方法，该建筑是全球第一座获得 SmartScore 智慧建筑白金评级的大楼。在施工期间，数字孪生通过各种传感器连通大楼的管理系统，全面展示入住率、温度、空气质量、光照水平和能耗等数据。这不仅使得开发商能够优化能源效率、减少碳排放，还为在将来提升可持续性奠定了基础，因为这些都可以首先通过 The Hickman 数字模型进行仿真。
建筑行业面临的监管压力越来越大——他们需要设计更环保的建筑。因此，我们希望看到更多开发商追随 The Hickman 的脚步，在开拓新领域之前解决可持续性问题。
建设一个可持续的行业，并最终赢得一个更具可持续性的未来，可持续性在过去几年一直是个难以企及的目标。现如今，随着人工智能的崛起和数字孪生的普及，这一愿景有望很快实现。眼下正是企业对这些技术加以整合利用的时候。成功的整合意味着，企业将在运营的每个阶段获得深入洞察——能够从微观角度出发，全面建设一个更加可持续、更加低碳环保的世界。
5.人人都是开发者
随着精通数字技术的人员越来越多，传统的非技术受众对于使用更复杂的系统越来越精通、越来越自信。随着用户体验设计和可用性提升方面的进步，这些新的非技术用户可以通过低代码或无代码技术进行开发，满足其特定需求——在许多情况下，不需要再为技术团队提供单独的文档供其实施。这就缩短了交付时间，降低了误解风险，提高了整体效率。
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