中華大學

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中華大學碩士論文

無線可靠度測試監控系統

Wireless Monitoring System for Reliability Test

系所別：電機工程學系碩士班學號姓名：E09701005 林鴻基指導教授：田慶誠博士

中華民國一百年一月

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摘要

本論文針對現有的可靠度測試(Reliability Test)平台，結合無線網路

(Wireless Local Area Network)架構，再加上用於自動化整合測試之儀控軟體，

將可靠度測試平台做自動化整合後，最後應用無線網路的資料傳輸技術，將測試數據與狀態即時回傳到遠端的無線監控平台，達成可遠端即時監控測試結果之最終目的。

測試工程人員可根據即時監控回傳的數據與狀態，立即判斷當下的測試結果，並可隨時可暫停測試，進而做測試參數的修改，執行必要的測試重啟動作。

產品之可靠度工程測試人員，也因透過無線可靠度測試監控系統的機制，無須再頻繁的往返實驗室與辦公室，甚至於可減少往返家中與公司的實驗室之間的時間。

無線網路技術的出現，已直接改變人們現有的工作與生活型態，人們利用無線射頻(Radio Frequency)的技術結合區域網路(Local Area Network)，建構成更便利的無線區域網路系統，讓使用者能隨時隨地輕易的無線上網，透過無線網路存取資料或分享需要的即時資訊，達到「資訊傳播無遠弗屆」的理想境界。

關鍵詞:可靠度測試、無線網路、區域網路

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Abstract

Thesis of this article is to discuss the connection of current reliability testing platform, wireless local area network (WLAN), and auto-testing software. With such combination, WLAN can timely transfer the testing data back and forth. This achieves the purpose of real-time monitoring with no distance concerns.

Reliability test engineer can immediately judge the testing results according to the data and condition. Also, they can stop the testing process and proceed to modify the testing parameters, and execute re-start when necessary. To prevent test engineer frequent commuting back and forth between lab and office, company and home, product reliability test engineer can use wireless monitoring system for reliability test.

The existence of wireless networks directly changes individual working and life.

People use the new technique combine radio frequency with local area network (LAN) that establishes WLAN with greater efficiency. Users can easily access the network to collect, save, or share information at anytime. This does reach the ideal state of information dissemination with no boundary.

Keywords：Reliability Test、Wireless Local Area Network、Local Area Network

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誌謝

本論文能順利完成，首先要感謝我的指導教授，田慶誠老師的細心指導。他不但有熱誠的教學態度，而且在指導的過程中，指引了學生許多正確的研究方向，

讓我可以從學習過程中獲得許多寶貴的經驗。老師的提攜與鼓勵，除了在專業教導與技術養成之外，老師嚴謹的治學風範，與謙和樂觀的人格修養，也讓我學習到諸多做人處事的道理，在此對老師致上最高的敬意。

其次要感謝的是我工作上的老闆與同事們，在整個系統規劃及軟體的撰寫中，給予我最大的協助與幫忙，讓我可以在工作與讀書之間取得時間的平衡點，

才得以在繁忙的工作中，還能順利的完成學業並取得學位。

最後要感謝我的家人及同學，你們經濟上給予我的支持與鼓勵，是我最大的後盾與精神支柱，更是讓我不斷前進的原動力，所以我會帶著大家的祝福與期許，

去面對未來工作上更多的挑戰，在此獻上我最誠摯的感謝，給我的家人以及所有曾經幫助過我的人。

林鴻基謹誌中華民國一百年一月於新竹市

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表目錄

表 1 IEEE 802.11 a/b/g/n 標準之特性比較表... ...12

表 2 基本可靠度測試項目一覽表...21

表 3 傳統可靠度測試監控方式耗費時間計算表...40

表 4 無線可靠度測試監控系統耗費時間計算表...40

表 5 測試人力成本與執行效益比較表...44

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圖目錄

圖 1 系統設計流程圖...6

圖 2 Wi-Fi無線模組搭配乙太網路應用於無線可靠度測試監控系統架構圖.7 圖 3 無線雙頻模組應用於無線可靠度測試監控系統之架構圖...8

圖 4 可程式控制自動化測試設備延伸設置架構圖... ...9

圖 5 區域網路與無線模組結合通訊協定之概念示意圖...10

圖 6 無線模組結合遠端監控與測試系統之方塊圖...11

圖 7 開放式系統互聯參考模型OSI之網路七層模型圖...15

圖 8 美國國防部DoD之網路四層模型圖...16

圖 9 通訊協定應用於無線可靠度測試監控系統架構圖...17

圖 10 無線可靠度測試監控系統完整概念示意圖...22

圖 11 無線可靠度測試監控系統之虛擬儀控面板設計規劃圖...23

圖 12 虛擬儀控介面程式開發執行之流程圖...27

圖 13 測試軟體搭配於待測試產品之可靠度測試環境架構圖...29

圖 14 測試自動化程式開發階段之實際測試環境模擬架設圖...33

圖 15 可程式控制測試設備於自動化建構延伸設置架構圖...35

圖 16 無線可靠度測試監控系統自動化之完整應用配置架構圖...36

圖 17 圖形化程式設計軟體完成之虛擬儀器測試控制面板測試Fail的圖...37

圖 18 圖形化程式設計軟體完成之虛擬儀器測試控制面板測試Pass的圖...38

圖 19 無線模組之IP位址設定功能圖...38

圖 20 無線可靠度測試監控系統的實測環境架設圖...39

圖 21 每個專案平均總耗費時間之圓形比例圖...41

圖 22 每項高低溫測項需再修改測試參數之耗時比較圖...42

圖 23 星期(六日)2天需要加班測試之耗時比較圖...42

圖 24 每個專案平均總耗費時間之比較圖...43

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圖 25 傳統vs.無線可靠度測試監控系統之時間差異比較圖...43

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第一章緒論

1.1 背景

電子產品的可靠度測試工程，是產品研發過程中最耗時的一環，產品於出廠檢驗時雖然已檢驗過關，但在不同環境溫度及長時間的使用過程中，仍可能因為零件規格與設計方面不夠嚴謹，而導致產品於使用期間功能忽然失效的情況發生。

對於研發製造廠商而言，在面對後續不良品的維修與退換貨處理，勢必將再付出龐大的額外成本。所以對於新產品可靠度測試工程的執行規畫與控管，皆有其嚴謹的測試程序及結果分析的必要步驟。

可靠度測試工程師架設好測試環境，只要開始執行測試程序，就是一段長時間，沒日沒夜監控測試狀態的開始，產品必須在被規定的時間內，依據客戶要求的規格及賦予的測試參數與條件，達到所被要求的耐久性、使用性...等等功能。

可靠度測試的監控過程中，不只需要頻繁且耗時的往返辦公室與實驗室間，

而且在實驗室的環境中，還需面對測試機器與環境所產生不絕於耳的噪音、濕熱的溫度，這些都是會造成測試工程人員體力上大量的消耗，還有讓身體產生各種不適的原因。為了加快測試進度及即時追蹤測試情況，甚至必須在假期間或半夜睡眠中起床，於規定的時間內趕至實驗室，依客戶規定之測試條件調整測試參數。

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1.2 研究動機與目的

可靠度測試工程的長時間監控過程中，都必須仰賴工程師反覆進出實驗室觀察測試狀態與數據結果。不論是測試工程師本身、還有專案相關的主管與成員、

或是委託設計製造的客戶，也都必須不斷的仰賴即時的可靠度測試數據分析與結果，以對新產品的最終品質及出貨進度，進行出貨最適當的判斷與即時處置。

科技的進步來自於人們對新產品的需求，因此有效的、精確的、即時的提供完整的測試結果與數據分析，對這些新產品測試過程的監控時效，便顯得異常的重要了。有線的監控方式早已存在，但其有佈線成本較高與變動測試設定位置的不便利性。為了要能夠更有效便利地擷取到這些測試結果與數據，就必須發展由無線傳輸測試結果與數據的監測系統。

近年來許多無線資料傳輸技術的成熟，也已經廣泛的應用於各類產品中，用以提升可遠端資料擷取的便利性與實用性。本研究提供可靠度測試工程監測，一個可達成無線遠端監控與資料擷取，並且可自動化的可靠度工程測試平台。使執行測試的工程師得以在其公司座位上，或運用無線遠端即時監控測試的機制，使其可不在固定位置上，卻仍可同時執行其業務，利如會議中或在家中利用行動電腦或手機，執行無線遠端監控實驗室內產品測試情況，達成無需再頻繁往返於實驗室的便利性。

透過可靠度自動化測試的無線遠端監控系統，除了將扮演對新產品第一時間測試監控的角色，還必須擁有測試參數修改後再重啟測試的能力，也等於是把當下可靠度測試工程的執行，使其在不同的時間與空間中並存，更達到了監控距離上的擴張。對新產品使用上所可能產生問題之預防，工程人員對新產品問題的提早發現，還有即早提報上級與研發單位對問題之處理，其扮演的重要性不言可喻。

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1.3 章節介紹

本論文共分為六章，第一章緒論主要是對於研究背景，研究的動機與目的做理念的敘述與簡介，還有各章節特色的介紹。第二章則是介紹各個系統模組的架構設計與規劃，還有其整合後將達成的功能、特色及應用範圍介紹。

第三章針對在無線模組的通訊架構與傳輸特性，還有對於測試架構上使用不同頻段的搭配性，其變化性與相關通訊原理的說明。第四章則是對可靠度測試工程的技術與規範簡介，及可用於系統自動化整合的軟體工具，其用於整合可靠度自動化測試平台功能的說明。

第五章則著墨於虛擬儀控介面設計理念的實現，自動化測試設備整合的實驗過程與其中困難點說明，還有根據實際測試需求的規劃，測試設備可做的調整與變化。第六章則是對於整個系統實驗的完成部分，呈現實際執行狀態及最後實測結果，並提出系統未來可改善與展望的想法。最後對整個無線可靠度測試監控系統，做個完整的總結論。

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第二章無線可靠度測試監控系統規劃與架構

2.1 系統簡介

無線可靠度測試監控系統的開發目標，主要是提供可靠度測試工程人員，一

個可無線遠端監控的自動化測試平台，為了結合可靠度測試及無線傳輸，這兩種不同技術領域的可行性，在整個無線可靠度測試監控系統設計初期，就必須把系統各個部份以模組化的概念建構，並且將各個模組功能及連接其間的介面明確定義，各模組的功能也會根據目前市售的裝置，或設備功能來做最佳選擇調整。

整個系統規劃項目及所需設定的功能 z 用於資料傳輸與控制之網路架構 z 無線資料傳輸平台

z 可程式控制的儀器設備

z 儀器設備串接的硬體控制介面 z 使用者的儀控介面軟體

z 產品封包傳輸測試結果的記錄 z 產品電壓電流測試結果的記錄

系統設計將以上述功能與設定的整合為主要規劃與考量，除了無線平台提供了資料傳輸功能之外，此無線資料傳輸平台，還要有傳輸模組的變化性與延展性

。其中當然也包含了可程式控制儀器設備的串接性。但無論如何，整個系統在最後的建構中，更需要在模組搭配上作必要的取捨，以獲得系統上的最佳化實現。

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2.2 系統設計

本研究著重在測試系統最終的實用效能，研究流程的第一步是先訂出整個測試架構，因為測試架構制定的完整度，決定了後續系統開發研究的可執行性。第二步是搜集符合測試系統設計需求的設備，因為測試設備的品牌繁多，故需尋求系統相容最佳的設備。第三步則將蒐集的各類測試設備，分別整合為實作所需的各系統模組，因為模組化後較利於後續系統的除錯與維修替換。

為了精簡成品開發過程所需的時間，應用的測試設備以身邊所能優先取得的資源為主。所以流程的第四步即是對於現有測試設備與測試架構，對各系統模組與各模組間連接介面的測試與調整，使整個測試系統的架設流程，能夠符合最後實際測試應用上的需求。

經由上述一至四步驟執行後，整個測試架構就已經確定，接著第五步驟便是各模組分別實際的測試，還有結合儀控軟體的整合測試。第六步即驗證測試系統功能，是否符合最後實際操作上之需求，除了再依序驗證各項測試模組的主要設定功能外，也需測試各模組間溝通介面的穩定度。藉由連接介面將測試模組依序的串接，也達到每次的串接過程中，都等同再次進行各級模組間的功能驗證。若模組串接後功能未達系統實際設定的需求，則需不斷的重複執行五至六步驟。

如果各測試模組整合後已達系統預計效能，則只需再配合修改虛擬儀控軟體介面上的控制功能，讓硬體測試模組之整體運作更順暢，並發揮其最佳化後的效能。系統設計流程圖如圖1所示：

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圖 1 系統設計流程圖

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2.3 系統架構

整個監控系統是以乙太網路(Ethernet)所構成的骨幹網路，再藉由Wi-Fi無線傳輸平台達到延伸監控距離的目的。其中無線基地台(Access Point，縮寫AP)扮演著兩端橋接器的重要角色，它同時具備著乙太網路傳輸介面，與無線傳輸平台兩種不同的介面，用於乙太網路骨幹與測試平台間資料傳輸的重要橋樑。以下各小節將對各測試模組之架構，逐一做詳盡的介紹。Wi-Fi無線模組搭配乙太網路應用於無線可靠度測試監控系統架構圖如圖2所示：

圖 2 Wi-Fi無線模組搭配乙太網路應用於無線可靠度測試監控系統架構圖

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2.3.1 無線資料傳輸模組架構

因為執行可靠度測試之產品主要為Wi-Fi相關的無線產品，所以無論是架設的無線基地台或是對應的無線模組，也都會以Wi-Fi雙頻功能的為主要設定。因為可以避面當造成載波傳輸之間的相互碰撞與干擾問題時，如果無線測試產品為使用2.4 GHz頻段的產品，則只需將無線基地台使用頻段切換為5 GHz，即可不干擾到測試產品使用2.4 GHz頻段的測試。反之測試產品使用為5 GHz的頻段，則可將無線基地台使用頻段設定，配合切換為2.4 GHz頻段即可。

依據無線可靠度測試監控系統所需求的功能，無線模組部分基本上可分兩個部份，一組為將測試的資料回傳專用的無線模組，另一組為即將執行可靠度測試用的無線模組。其中將測試的資料回傳專用的無線模組，主要功能為的就是要將可靠度測試中的即時狀態與結果，回傳給位於遠端辦公室內的測試工程人員即時監看。無線雙頻模組應用於無線可靠度測試監控系統之架構圖如圖3所示：

圖 3 無線雙頻模組應用於無線可靠度測試監控系統之架構圖

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2.3.2 可靠度測試之自動化平台架構

可靠度測試增加自動化平台架構的主要目的，為的就是要作為無線可靠度測試監控系統平台功能的再延伸。雖然測試架構中已經包含乙太網路與無線模組，

即可達成無線遠端測試監控的功能，但因為可靠度測試工程乃屬於長時間的系統測試，少則數天多則長達數週之久，若要達到無線遠端即時監控之最佳效益，勢必要再配合自動化的測試系統，才可達到最省時省力的測試功能與效益表現。

在此先以美國國家儀器公司(National Instruments，縮寫NI)的GPIB儀器控制介面(General Purpose Interface Bus，縮寫GPIB；IEEE -488標準)為預設控制介面，

使用具有GPIB儀器控制介面的可程式控制測試設備，例如可程式控制的直流電源供應器，配合可程式控制的恆溫恆溼機，再配合NI的圖形化程式設計軟體 (LabVIEW)，透過此圖形化儀控程式設計軟體，開發出完整的無線可靠度測試監控系統。可程式控制自動化測試設備延伸設置架構圖如圖4所示：

圖 4 可程式控制自動化測試設備延伸設置架構圖

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第三章無線模組架構與現有技術介紹

3.1 無線模組的應用架構

無線模組的應用規劃，在整個無線可靠度測試監控系統中，以傳統可靠度測試平台為基礎，結合區域網路傳輸平台，並搭配所需要的網路通訊協定，建構出無線可靠度測試監控系統的基本架構。

因為無線模組在此應用的設定，是以市售無線模組來搭配測試系統的需求，

所以於測試系統架構中的建構方式，會配合PC或NB的硬體傳輸介面而變動，這樣的搭配與應用，可於測試系統中因PC或NB的硬體傳輸介面的變動，立即配合更換不同效能與速率的無線模組，或根據實際需求切換不同的使用頻段，達到測試系統無線遠端監控的實現。區域網路與無線模組結合通訊協定之概念示意圖如圖5所示：

圖 5 區域網路與無線模組結合通訊協定之概念示意圖

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其中無線模組所負責的工作類似橋樑的性質，透過無線資料傳輸將不同的兩個工作區塊串接起來!第一個工作區塊為遠端監控控制軟體，結合通用介面匯流排GPIB的硬體控制介面，搭配無線模組組成的測試系統主區塊，另一端為無線模組搭配遠端監控軟體組成的試監控區塊，最後再配合系統實際需求調整模組連接介面及傳輸速率，達成了軟體、韌體、硬體的結合，完成無線可靠度測試監控系統。

在此無線模組結合遠端監控與測試系統之方塊圖上，是將系統簡易的區分為兩大區塊來看，所以雖然未顯示出傳統可靠度平台，但在概念上它已是包含於可程式控制儀器之中了。無線模組結合遠端監控與測試系統之方塊圖如圖6所示：

圖 6 無線模組結合遠端監控與測試系統之方塊圖

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3.2 無線模組的規格與特性介紹

市售的無線模組也就是俗稱的無線網路卡，早期電腦上內建無線網路卡還不普及的時候，若是想要享受無線上網的樂趣，就是到市售的通路商那兒去購買一塊無線網路卡，再根據自己電腦上的硬體介面，尋找可配合的無線模組，安裝後電腦能馬上就有無線上網的功能了。

因為此種電腦功能模組化概念應用的普遍，讓人們可根據自己需求的功能，

購買所需要的特定功能的無線模組；也因此可配合電腦不同硬體介面的無線模組，市售不同硬體介面與無線模組規格繁多。而眾多介面種類中卻以符合IEEE 802.11的無線模組，為現有市售主流規格的產品。802.11 a/b/g/n代號中，不同英文字母小寫的代號，代表著無線模組設定使用不同的無線頻段，還有其代表於網路中，可傳輸資料封包的速率不同，最大傳輸速率越高，資料傳輸效能越好。

IEEE 802.11 a/b/g/n 標準之特性比較表如表1所示：

表 1 IEEE 802.11 a/b/g/n 標準之特性比較表

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3.3 IEEE 802.11與Wi-Fi聯盟的介紹

IEEE 802.11 a/b/g/n的無線模組現已搭配在市面上的許多新產品，大都以新款的個人電腦或筆記型電腦為主。至於要怎樣搭配應用於測試系統中。則需以配合測試電腦的介面為主要考量；一般桌上型電腦多以PCI(Personal Computer Interface，縮寫PCI)，與PCI-E(PCI Express，縮寫PCI-E)介面或USB(Universal Serial Bus，縮寫USB)介面為主。

因為每種硬體介面的傳輸速度不同，而IEEE 802.11網路卡傳輸速率也不同!

若將較低速的電腦硬體傳輸介面，配上目前傳輸最高速的IEEE 802.11n無線模組，測試電腦硬體速度跟不上高速的無線模組高速，納這樣的硬體搭配也只是多花錢浪費而已。

硬體介面的搭配還牽扯到其相容性，無線模組也有這樣的問題存在。因此才有Wi-Fi聯盟的產生。Wi-Fi聯盟的商標即可做為無線產品的相容特性保證，簡單說它就是建立於IEEE 802.11標準上，一種認證過的無線網路設備。兩套認證標準之間可說非常的密切與相關，所以常有人把Wi-Fi與IEEE 802.11的標準混為一談。這是不正確的，因為並不是每樣符合IEEE 802.11的無線模組產品，同時都申請過Wi-Fi聯盟的認證，相對的未經過Wi-Fi聯盟認證的產品，也並不一定代表它與其它Wi-Fi無線產品間之是不相容的。

若系統測試平台已是市售新款的筆記型電腦，大多內建搭配802.11a/b/g/n 的無線整合模組了，所以就可直接應用於測試系統架設中，不用再去考慮無線模組額外的建置，還有與筆記型電腦硬體介面配合的問題了。就設備成本與方便性考量，筆記型電腦就是較常搭配與應用於測試平台的電腦了。

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3.4 網路數據資料傳輸的通訊協定

整個無線可靠度測試監控系統架構中，無論是監控端對測試資料的傳輸，或是測試產品端之間測試封包的傳輸。基本上都是建構在同樣的網路傳輸通訊協定 TCP/IP之上，網路通訊協定除了TCP/IP之外，還有例如：UDP、FTP、POP、DNS、

ICMP等等，其它數十種的通訊協定存在。

TCP/IP其實是兩個通訊協定專有名詞的縮寫，一為TCP(Transmission Control Protocol，縮寫TCP)的傳輸控制協定，另一個為代表IP(Internet Protocol，縮寫IP) 的網際協定。由於包含微軟的Windows、頻果的Mac OS還有Unix和Linux等大多市售的作業系統，都包含了TCP/IP的通訊協定，並且在作業系統內，將它安裝為網路傳輸通訊協定設定的預設值，所以對於大多數的不懂網路通訊協定的使用者來說，它是最容易上手的網路通訊協定技術，也是最普及的通訊協定了。

既然談到TCP/IP的通訊協定，就一定要說明網路系統的OSI參考模型了，開放式系統互聯參考模型(Open System Interconnection Reference Model，縮寫OSI) OSI常被用來說明網路數據通訊協定的結構及功能，而網路數據通訊協定的運作架構共分為七個層級，每層各司其職但與上下層之間也有相互依存、合作，功能上，也說明一個封包如何從一個節點傳遞到另一個節點。

因此只有當我們把OSI七層，的網路數據通訊協定的運作理解，才能完整的了解電腦與電腦之間的資料傳送過程；相對也會進一步的了解，在此無線可靠度測試監控系統中，一連串的IP位址與其測試訊號或測試資料的傳遞方式。開放式系統互聯參考模型OSI之網路七層模型圖如圖7所示：

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圖 7 開放式系統互聯參考模型OSI之網路七層模型圖

下面分別對OSI模型中的各層的定義，由下到上分別做一個簡單的說明：

1.Layer 1：實體層(Physical Layer)

負責傳輸資料可透過實體的傳輸介質來傳輸，讓電氣訊號可在兩個硬體裝置間交換，包含網路的電器規格，例如電壓的高低、相位，接頭種類與連接器接腳的定義，傳輸頻寬等等。

2.Layer 2：資料連接層(Data Link Layer)

負責確保連結的資料之正確性，包含資料傳輸的錯誤偵測及錯誤更正功能。

由資料鏈結層建立一個可靠的通訊協定介面，使第三層的網路層能夠正確的存取實體層的資料。

3.Layer 3：網路層(Network Layer)

負責管理獨一無二節點位址的傳送路徑，並負責建立與維護還有終止二端使用者之間的連結。因為有定址的能力，可使資料依其設定之路徑傳輸。

4.Layer 4：傳輸層(Transport Layer)

負責確保傳輸資料的品質，控制資料傳輸流量、偵測錯誤與錯誤處理，使其

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5. Layer 5：會議層(Session Layer)

主要是負責管理各使用者，在資料正式開始傳輸前的溝通，因為資料傳輸的交換形式有單工、半雙工還有全雙工三種類型。它定義了如何連接和掛斷連接網路上面的數據與交換。

6. Layer 6：表現層(Presentation Layer)

負責將傳輸的資訊，轉變為意義的形式表達給網路使用者了解。其中包含了字碼的轉換，字碼的編碼與解碼，還有資料格式的轉換以及資料的壓縮與解壓縮。

7. Layer 7：應用層(Application Layer)

負責提供了網路上服務給使用者使用，例如網頁的存取、檔案的交換、模擬終端機功能還有等等。

雖然OSI模型是很受支持的網路傳輸架構模型，但真正配合於用於TCP/IP的通訊協定，是稱之為TCP/IP模型的DoD模型(Department of Defense Model，縮寫DoD) 因為一開始是設計用於美國國防部的網路，故將之稱為DoD模型。美國國防部 DoD之網路四層模型圖如圖8所示：

圖 8 美國國防部DoD之網路四層模型圖

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下面分別對DoD模型中的各層的定義，由下到上分別做一個簡單的說明：

1.Layer 1：連接層(Link Layer)

也稱為網路介面層或資料連接層，負責硬體層中的資料傳輸與溝通，例如網路卡與網路卡之間的硬體溝通。

2.Layer 2：網路層(Network)

也稱為網際網路層，負責資料傳輸的正確性，如何達到設定傳輸的路徑。

TCP/IP通訊協定的IP位址設定就是於此層中運作的。

3.Layer 3：傳輸層(Transport)

也稱為主機對主機層，負責資料傳輸的流量控制，錯誤偵測與錯誤處理。

TCP/IP通訊協定的TCP資料傳輸的重要工作，就是於此層中運作的。

4.Layer 4：應用層(Application)

應用層提供了應用程式與使用者之間的運作服務，例如如何運用瀏覽器瀏覽網際網路，或是如何運用郵件伺服器下載郵件，就是於此層中運作的。通訊協定應用於無線可靠度測試監控系統架構圖如圖9所示：

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根據上述DoD之TCP/IP通訊協定，於網路四層模型中的運作方式，就大致可了解在無線可靠度測試監控系統中，資料封包的傳輸是如何透過TCP/IP通訊協定運作於每層的。

包括待測試裝置上設定的IP位址，如何傳遞到測試封包給測試產品Golden Sample設定的IP位址，而負責各資料傳輸之無線模組設定的IP位址，與測試狀態監控無線模組設定的IP位址，又是如何由測試程式透過IP位址，向所要傳送資料的無線模組發送測試命令。

收到命令後的無線模組，也會依IP位址接收測試命令後開始執行測試或動作；資料傳輸的無線模組會根據待測試產品回傳之狀態，再回傳到測試狀態資料監控的無線模組，用於監控測試產品是否出現異常狀況，並會將接收到回傳的測試資料儲存。

最後若待測試產品發出的是異常狀態訊號，則資料傳輸的無線模組也會接收異常訊號後，讓程式進入測試失敗處理模式，再依測試設定判斷標準，決定是否重啟測試或結束測試。

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第四章可靠度測試規範與測試方法介紹

4.1 可靠度測試的定義與規範概述

美國國防部於1957年，成立了電子設備可靠度顧問小組，對可靠度下一個定義，其定義如下：『物品於既定的時間內，在特定的工作與環境條件下，執行特定性能或功能，圓滿成功達成任務的能力或機率。』；由定義可知可靠度測試，

基本上是由功能、使用條件、時間還有成功機率，四個主要的要素所組成的。所以包含系統、次系統、機器、裝置、產品、零件等等，都是可靠度測試適用對象。

為了確保產品使用期間性能的穩定，並防範產品各種可能發生故障之因

素。所以必須訂定可靠度可有效執行的測試規範。而可靠度的三大要素：有耐久性、維護性、設計可靠性，就是產品測試執行的重點要項，簡單的說明如下：

I.耐久性：主要包含兩大項MTTF與MTBF

1.平均故障壽命時間(Mean Time To Failure，縮寫MTTF)：

簡單說就是針對不可維修之單一元件的產品，其頻均使用多久後會故障。例如單一電阻測試後計算出，它平均使用20000次就會失效之平均失效機率；如果電組用了20000次剛好就失效，表示其可靠度就是100%。

2.平均故障間隔時間(Mean Time Between Failure，縮寫MTBF) ：

適用於失效後可以修復的產品，簡單說就是所有單一元件在組合成可維修的產品後，每件單一元件之MTTF值加總後依公式計算出，元件失效或維護中所需要的平均時間，包含故障時間、檢測時間和維護設備的時間。MTBF 與MTTF失效機率互為倒數關係。

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II.維護性：定義修理容易度還有故障的預防的性質

主要以平均修復時間(Mean Time To Repair，縮寫MTTR) 做為時間計算說明，它包含要確認失效發生需的時間、維護所需要的時間，還必須包含維修配件取得的時間，以及所有維修過程相關的使用時間。

III.設計可靠性：主要定義人為設計上與使用中的安全防護性質

因此將故障的安全性、操作性、人體工學等的應用都需放入設計之中，

目的是防止產品使用不會有，致命缺陷或錯誤操作方式的發生。

4.2 可靠度測試的測試方法概述

可靠度測試的方法類別中，有模擬氣候環境與溫度的測試，包含高低溫配合不同溼度的測試、防水防塵的測試、鹽水噴霧的測試。還有屬於動態機械應力相關的測試，例如捆包落下測試、捆包震動測試、單體震動測試等等。

而各種測試方法中又有特別定義不同的測試條件，這些測試條件包含不同電壓搭配不同溫度的變化、不同電壓搭配不同時間的變化等等；但無論是哪一類的測試方法或是哪一種的搭組合的測試，驗證目的都只有一種，就是確保產品出售後，可圓滿成功達成其任務的能力或機率!

一般而言雖然已有一些國際性的測試規範可依循，但其實最終的測試條件大多由客戶端調整與並做最終定義，原因只有一個，就是決定相對要投入研究開發成本多寡。因為可靠度測試是一個耗時也耗成本的工程，也需要根據產品於市場上的定位，來決定需要規劃最終的測試項目，例如只是個單純的電源開關，那就只需針對開關的動態機械應力測試即可。基本可靠度測試項目一覽表如表2所示：

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表 2 基本可靠度測試項目一覽表

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第五章測試系統自動化之規劃與實現

5.1 測試系統導入自動化的規劃

無線可靠度測試監控系統因為整合乙太網路與無線模組，雖然已達到提升測試監控有效距離的目的，但規劃中若能將整個測試監控系統再加入自動化運作的能力，相信更能大幅提升節省時效的能力，進而將無線測試監控系統建置更趨於完備。測試工程人員亦可因此達到事半功倍的最佳工作效益。所以無線測試監控系統開發的最後階段，就構思必須於測試系統中再加入自動化的功能。擴充的部份包含了自動化控制的介面軟體、可程式控制的測試設備，還有串接測試設備的硬體控制介面的選用，無論缺任何一項都無法完成測試系統自動化的整合。無線可靠度測試監控系統完整概念示意圖如圖10所示：

圖 10 無線可靠度測試監控系統完整概念示意圖

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5.1.1 虛擬儀控面板的設計與規劃

虛擬儀控面板初期的設計與規劃，乃是依據現有可靠度的測試規範與標準，

再配合實際測試上欲執行完成的特定需求規劃而成的。此設計規劃仍屬於尚未由程式編輯之階段，完全由欲研究自動化功能開發的初期構想，先行設計與規劃了虛擬控制的版面，以及設定將達成之測試功能及版面位置安排。

正式執行虛擬儀控面板程式開發的最後階段，仍會依據實際開發期間所面臨的困難與問題，而將功能做最適當的調整與設定。無線可靠度測試監控系統之虛擬儀控面板設計規劃圖如圖11所示：

圖 11 無線可靠度測試監控系統之虛擬儀控面板設計規劃圖

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虛擬儀控面板的設計規劃上，基本上是依測試實際需求而設定的，再依功能類別區分為不同的工作區塊。這種將不同功能以區塊的方式區分，等於將後續系統開發的流程，依據不同測試需求定義出各模組的功能，而程式開發自然也將依不同測試模組各自執行。虛擬儀控面板設計規劃上，在此將依開發設定之功能，

分為四個不同類別的模組功能區塊。各項名詞的定義與設置目的分別說明如下：

I. 網路介面卡之網路位址設定模組:

1.NIC IP：網路介面卡(Network Interface Card，縮寫NIC)與通訊協定(Internet Protocol，縮寫IP)的縮寫代號之結合，此處代表網路介面卡IP位址的標題。

2.NIC IP Setting：系統內搭配的網路卡，欄位內需手動設定網路卡的IP位址。

3.Monitor PC：位於無線測試監控系統內，用於遠端監控的電腦。

4.Data Storage PC：位於無線測試監控系統內，主要負責系統測試程式運作並作為測試後資料儲存設備，也配合應用程式將資料傳回到監控端用的電腦。

5.DUT：架設於測試系統中待測試的產品(Devices Under Test，縮寫DUT)。

6.Golden Sample：於無線可靠度測試監控系統中，架設於測試系統中會與待測物之間互相執行，測試封包資料傳輸的最佳樣品機。

II. 測試系統啟動停止與測試功能設定模組:

1.Test Control：此處代表於測試儀控制面版上，測試功能項目設定之標題。

2. Select Channel：此處代表於測試控制面版上，待測物預設測試之使用頻道。

3. Ping Test：此處代表於測試控制面版上，需設置執行Ping(TCP/IP通訊協定設定後，使用封包傳輸之測試指令)的測試功能。

4. Throughput Test：此處代表於測試控制面版上，需設置執行Throughput (TCP/IP通訊協定設定後，使用封包傳輸測試軟體之執行項目)的測試功能。

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5. Run / Stop：此處代表於測試控制面版上，設置的啟動與暫停之控制按鈕。

6. GPIB Address：此處代表於測試控制面版上，欄位內需手動設定透過GPIB 控制的儀器其儀器位址。

III. 測試電壓/電流狀態與測試結果顯示模組:

1. Test Status / Result：此處代表於測試控制面版上，待測物測試之狀態與結果，其項目設定之標題。

2. Voltage Reading (V)：此處代表於測試控制面版上，需設置讀取電源供應器實際提供待測物，測試中電壓輸出的結果。

3. Current Reading (C)：此處代表於測試控制面版上，需設置讀取電源供應器實際量測到待測物，測試中測試電流耗損的結果。

4. Test Result Pass / Fail：此處代表於測試控制面版上，待測物測試之最後結果。

IV. 可程式電源供應器之電壓電流與延遲時間設定模組:

1.Chroma DC source Control Setting：此處代表於測試控制面版上，預設直流電源供應器設備上的測試控制設定項目之標題。

2.V Start / End V：此處代表於測試控制面版上，欄位內需手動預先設定，測試的起始測試電壓與最終結束的測試電壓。

3. Step V / Delay Time (S)：此處代表於測試控制面版上，欄位內需手動預先 設定，測試電壓將遞增之電壓值與測試時間延遲多久後(秒)電壓才遞增。

4.C Start / End C：此處代表於測試控制面版上，欄位內需手動預先設定，測試的起始測試電壓與最終結束的測試電壓。

5. Step C / Delay Time (S)：此處代表於測試控制面版上，欄位內需手動預先

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5.1.2 虛擬儀控面板程式的開發

虛擬儀控面板上各測試模組的整合，是需要待各模組的程式開發與控制功能完成後，再配合所屬相關測試儀器逐一驗證無誤，最後才會將各工作模組，依規劃測試功能執行的順序，將不同功能設定的工作模組串接與驗證，整合為最後完整的測試系統。如此將虛擬儀控面板配合儀測試器功能模組化的開發方式，為的是有利於系統最後整併的便利性，還有後續在測試功能加減與微調上的效率。

將測試系統功能模組化開發的好處，是可以將整個系統中不同功能的儀器，

配合程式開發個別分開來處理，不但易於檢視開發期間發生於各功能模組與不同模組之間的相容性問題，程式開發完成後還可將個別功能的程式原始碼，作為其它不同自動化開發專案程式碼的基礎，功能開發上相對也可節省不少的時間。

這就好像每當業界採購測試儀器設備，常常發現很多儀器商都已將儀器功能模組化了，已不再是將所有功能都整併在測試儀器的單一主機板之上了。而是將測試儀器的功能，個別建置為不同模組的機板，此概念甚至於放大於功能更強大的測試系統上。它是將不同功能之儀器視為個別功能的模組。這讓儀器採購可根據實際測試系統的功能，不但可單一採購不同功能模組裝置於儀器上，於功能更強大的測試系統就依據所需求的測試功能，整併不同功能的多部測試儀器即可。

小至模組化的測試機板，大至將測試儀器也視為測試模組的概念，都讓儀器採購可依建置需求達到只需最精簡的金額，卻可達成最大工作效能的目的。也無須再耗費額外的金額，購買儀器上太多不必且多餘的功能。這樣的執行觀念一樣運用於此研究開發之上，亦可達到測試功能開發與儀器功能擴充之間的最大彈性。虛擬儀控介面程式開發執行之流程圖如圖12所示：

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5.1.3 控制軟體與測試軟體的選用

虛擬儀控面板上預設定之各種測試功能的開發與整合過程，是必需配合現有測試系統所使用的測試軟體工具；既然研究開發是以測試系統應用整合為目標導向，所以無論是可程式的硬體測試儀器設備，或用於測試待測試裝置的軟體工具、虛擬介面軟體、測試儀器間連結的硬體測試介面等等，在思考測試系統建構整合的配置過程中，無一不是環環相扣缺一不可。

無線可靠度測試監控系統中所運用系統中的軟體，基本上可分類為三大類，

有用於系統儀器自動化整合的美商國家儀器公司NI(National Instruments，縮寫 NI)的圖形化程式設計軟體LabVIEW。也有用於待測試裝置DUT與所架設之測試環境中，根據測試IP設定而測試傳輸封包資料量的IxChariot測試軟體。最後還有專用於監控自動化測試系統程式運作平台，並且可監控遠端測試狀態，以及回傳已儲存之測試檔案用的遠端監控軟體VNC(Virtual Network Computing，縮寫 VNC)。各項應用軟體與測試軟體定義與設置目的分別說明如下：

I.模擬網路封包資料傳輸之測試軟體:

IxChariot測試軟體為目前業界用於測試網路間流量傳輸，最常使用到並也較具公信力的測試軟體，原名為NetIQ Chariot後來被名為IXIA的IP測試軟體公司合併後，才更名為IxChariot。目前已經成為Wi-Fi產品用於測試流量傳輸依據的測試軟體。因為它可以模擬網路傳輸測試需要的各種不同的流量，還可設定用於傳輸間不同需求的通訊協定，例如TCP、UDP等等許多的設定它都支援。

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它只需要將主程式Chariot安裝於設定的電腦平台上，並於設定對應測試的另一端電腦平台上，再安裝一個名為Endpoint的對應測試軟體，最後在欲測試傳輸兩端的網路模組上都設定同網域的IP位址，就可由主程式Chariot配合測試軟體設定所需要的通訊協定執行測試，安裝簡單與測試結果於業界具有公信力，所以它是測試系統上需架設的必備軟體。測試軟體搭配於待測試產品之可靠度測試環境架構圖如圖13所示：

圖 13 測試軟體搭配於待測試產品之可靠度測試環境架構圖

II.測試系統自動化整合之程式開發軟體:

LabVIEW為市售的一種圖形化程式設計軟體，它可透過程式內已建置的圖形化函式區塊，替代一般軟體工程師用文字程式語言方式的程式撰寫。因有這些內建的函式庫與儀器驅動程式，即可透過GPIB硬體介面，將一般電腦上使用到的傳輸介面與測試儀器設備的硬體介面連結，這些硬體傳輸介面有USB、PCI、

PXI、Wi-Fi、GPIB、乙太網路等等。軟體並可進行高階的分析作業，並由虛擬

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還有LabVIEW平台亦可跨多種OS(Operating System，縮寫OS)的作業系統平台，應用於業界常用的Windows、Mac、Linux這些OS上。也可應用於整合文字程式撰寫的程式碼或配合DLL (Dynamic Link Library，縮寫DLL)動態連結程式庫；它是具有函式共用程式庫功能的可執行檔。總而言之對於現有內部測試軟體資源的整合，還有其它於外部配合的應用測試軟體，相互之間的整合都有極大的幫助。

III.遠端監控與檔案分享傳輸之應用軟體:

VNC(Virtual Network Computing，縮寫OS)，為一種使用RFB(Remote Frame Buffer，縮寫RFB)協定的遠端監控軟體。此軟體可透過有線或無線網路，傳送鍵盤、滑鼠的動作與即時的螢幕畫面或檔案，給位於網路上已設定某IP位置的遠端使用者，而達到使用者於遠端監控要控制某特定IP位置電腦的目的。

因為它的應用與測試使用的作業系統無關，因此很容易可橫跨不同作業平台使用，例如應用上可由某Windows作業系統連線到某Linux作業系統的電腦，反之運用方式亦相同。

VNC軟體早期是由Olivetti & Oracle研究室所開發的，後來此研究室被美國電話電報公司(American Telephone & Telegraph，縮寫AT&T)併入。於2002年AT&T 中止了此研究室的運作，而研究室在中止運作之後，其部份研究團隊的成員另起爐灶開發出Real VNC軟體。

此軟體基本上分為伺服程式端、用戶端、協定端三個部份，伺服程式端是設定將螢幕畫面分享出來。而用戶端主要用於配合伺服程端的傳輸互動，還有協定端，它是最簡單的圖像協定，將組成之矩形點的資料填入位置X、Y之處。也由

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於使用VNC一定會傳送圖像資料，所以凡是未壓縮過的數據都會耗費較大的頻寬。所以它可讓使用者調整欲傳輸畫面的色彩數、解析度等，配合各種不同的頻寬的網路，達到遠端螢幕上較佳的顯示效能。

軟體使用的TCP埠預設為5900至5906，而JAVA的VNC用戶端使用的TCP埠預設為5800至5806。雖然VNC伺服端程式需特別設定密碼，才可接受用戶端外來的連線，也因VNC並不保證為安全的協定，雖然VNC用戶端與VNC伺服端程式之間的傳輸密碼已經過加密，但仍可被輕易的被封包偵測軟體攔截到並破解。

因為VNC軟體的開發已延伸出很多類別，每種版本也都各有所長。這些軟體間大多遵循了VNC基本的協定，因此不同版本的軟體間大多都可互通使用。在此測試系統研究開發應用的遠端監控軟體即名為Real VNC，它是由VNC團隊的部份成員所另外開發出來的，分為全功能的商業版以及簡單功能的免費版，在此無線可靠度測試監控系統中應用的即為Real VNC簡單功能的免費版軟體。

5.2 可程式測試設備的配置規劃

測試系統自動化的設計規劃，除了程式開發使用的軟體之外，還要重視可程式儀控相關硬體設備的選用。因為配合的控制介面於市面上，可選擇的類別實在不少，所以可程式測試設備的配置規劃，對於串接軟體與可程式設備之間的硬體控制介面，都一定要再三斟酌。因其選擇的規格對於後續系統整建，功能模組的串接是否能順暢，也是佔有重要的關鍵因素，所以只要各項測試設備組合間，相容性高並且穩定快速傳遞控制訊號的介面，必然就是最理想的選擇。

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無論最後選擇使用哪種軟硬體間串接介面的搭配組合，最為重要的一項關鍵，就是必須先評估到自己到底掌握多少資源，能運用於測試系統自動化的規劃與配置上。因為不但有程式軟體於自動化建置上，搭配性與選擇性的差異，還有可程式測試設備，於測試自動化中不同功能建置的採購需求，配置所需花費的金額都將是一筆為數不小的數目。

5.2.1 可程式測試設備的選用

電子測試設備或量測儀器是產品研發與測試階段，用於驗證或量測擷取待測試裝置DUT(Devices Under Test，縮寫DUT)的運作能力，以及待測試裝置上之各訊號測試點輸出訊號的驗證。透過搭配不同產品驗證方式的運作，目的就是驗證待測試裝置其系統運作情況是否合理，是否已達到原先制訂出貨規格的標準。所以使用電子測試儀器或測試設備對待測產品的驗證，是必然而不可缺少的工作。

可靠度測試工程的驗證項目中，一樣必須組裝與搭配使用許多不同種類的電子測試儀器與設備。小至非常廉價功能簡單，只要幾千元的三用電錶，大到極其複雜和精密，動輒幾百萬元起跳的高階示波器，還有已整合可程式控制功能，因而價格更高的自動化測試設備ATE(Automatic Test Equipment，縮寫ATE)，都須視其出貨測試規格的不同而做最適當系統的配置。

在此研究開發的測試過程中，無論是前端的規劃或是最終實驗分析，也都因為不同開發階段的執行，而配置不同等級之儀器設備於應用上；進而呼應了前段的論述，也達到測試系統開發最終的實現。例如基礎三用電錶的使用，即配合用於使用者控制介面，驗證程式控制可程式電源供應器的電壓輸出，程式開發與儀器整合的試驗階段。

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由於實驗階段尚未確認虛擬儀控軟體端之各功能設定，是否已可由電腦上透過GPIB硬體介面，準確的控制可程式直流電源供應器輸出正確設定的電壓與電流；此時若貿然的將待測試裝置接上電源供應器，很可能發生因為程式控制錯誤導致電壓或電流輸出錯誤，導致待測試裝置因輸入過高的電壓或電流而損毀!若因為先使用三用電錶替代了測試端的待測試裝置，因三用電錶有過載保護的機制，才能擔任程式初期實驗階段，扮演驗證控制輸出電壓或電流是否正確的腳色。

相對在控制程式已可正確輸出測試預設的電壓或電流，即是將待測試裝置正式接上可程式直流電源供應器，再進入其它功能模組繼續加入系統整併的另依階段!依此類推就可將各測試模組開發完成的功能，如同玩積木的堆砌一般，慢慢將各不同類別的儀控軟體，配合不同功能儀器建置完成，最後階段才會透過模擬實際測試環境架設測試系統，對測試系統的實際功能與運作穩定度逐一確認。

測試自動化程式開發階段之實際測試環境模擬架設圖如圖14所示：

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無線可靠度測試系統導入自動化的程式開發階段，根據實際測試環境所模擬架設的測試環境。各項測試設備的定義與模擬設置目的分別說明如下：

z 測試專用PC/NB：在此模擬測試中已包含兩套測試的PC或NB，可分為已安裝自動化控制程式專用的PC或NB，另有作為待測試產品專用測試平台的PC 或NB，但無論是哪台測試專用的PC或NB，要定義架設什麼功能於測試平台PC或NB上，完全都是根據當下手邊擁有的測試資源搭配應用而定的。

z 可程式電源供應器：此直流電源供應器會透過已安裝自動化控制程式專用的 PC或NB，虛擬儀控程式透過GPIB硬體控制介面，控制了可程式電源供應器。

z 無線測試產品(AP/Router)：設置於無線可靠度測試監控系統之測試環境內，

經程式控制了可程式電源供應器，將特定電壓與電流輸入無線測試產品。

5.2.2 可程式測試設備連結介面的選用

測試常用的可程式控制設備之硬體控制介面，無論是使用何種資料傳輸方式作為測試平台間連結，可程式控制設備都必須透過介面電路與作為測試控制平台的PC (Personal Computer，縮寫PC)或NB(Notebook，縮寫NB)的之間溝通。在此會討論到業界較常做為測試控制標準的介面規格，以及與個人電腦或筆記型電腦可配合使用的相關硬體介面規格。

NI GPIB(General Purpose Interface Bus，縮寫GPIB)為NI於1976年著手開發的硬體控制介面產品，經由IEEE協會(Institute of Electrical and Electronic Engineers

，縮寫IEEE)並促成ANSI/IEEE 488標準的問世；此控制介面可透過一般桌上型電腦產品，控制裝有此硬體介面的可程式控制測試儀器或設備。GPIB用於PC與可程式測試儀器或設備的連結，並定義出關於電氣、機械等功能與軟體特性。

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此硬體控制介面可跟許多PC或NB上的各式常用介面轉換後相通，如PCI、

Express、PCI與PCMCIA等插卡式界面的轉換，或運用於外接式控制介面的轉換，如用Ethernet、USB、RS232或IEEE 1394來進行有GPIB儀器界面儀器的控制。

就因GPIB具有上述這些多種介面間轉換的特性，在此也被用於作為研究開發所使用之主要硬體控制介面。

因為PC或NB是我們一般於工作中最常使用到的電腦，所以如果要選用於研究開發使用的硬體控制介面，一定需要跟這些PC或NB上的各式常用硬體介面可相互轉換與相通。這不但對於研究開發中需要收集不同測試資源有很大幫助，而且對測試系統後續整合來說，能配合可程式測試設備的運用彈性相對也較佳。

可程式控制測試設備於自動化建構延伸設置架構圖如圖15所示：

圖 15 可程式控制測試設備於自動化建構延伸設置架構圖

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第六章實測成果與結論

6.1 實測成果

臺灣的代工製造的能力已於世界各國間著名的，但近年來外銷出口的代工產品，受限於國外經銷商的剝削，代工獲利逐年的下降!為了提升產品獲利與工程人員工作的效率，個人職務所屬的公司集團，近年來早就已經開始著手於，測試導入自動化的政策執行與規劃；也就是將現有以手動人工測試的方式，逐步漸進的導入測試自動化，達到人員成本不變但效益提升的目標，故可靠度測試導入自動化測試為必然的目標。無線可靠度測試監控系統自動化之完整應用配置架構圖如圖16所示：

圖 16 無線可靠度測試監控系統自動化之完整應用配置架構圖

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無線可靠度測試監控系統的測試程式，執行程式最終驗證的完整測試成果中，若測試顯示中含有Fail的測試項目，可明確的由圖中看見測試Fail的原因，

乃為前端電壓與電流測試設定錯誤所導致的!而此錯誤的電壓與電流設定，是為了驗證程式能力而故意設定的；為的是驗證測試程式的驗證能力，可符合可靠度測條件裡，需要特別驗證產品是否可承受，過低或過高電壓的能力與之可承受範圍，所以可由測試系統最終的虛擬儀控面版，對應於當初測試功能設計與規劃的目標是否達成。圖形化程式設計軟體完成之虛擬儀器測試控制面板測試Fail的圖如圖17所示：

圖 17 圖形化程式設計軟體完成之虛擬儀器測試控制面板測試Fail的圖

相對的也可驗證測試程式電壓設定都沒問題，測試最終結果是否也Pass的。

圖形化程式設計軟體完成之虛擬儀器測試控制面板測試Pass的圖如圖18所示：

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圖 18 圖形化程式設計軟體完成之虛擬儀器測試控制面板測試Pass的圖

基本上虛擬儀器測試控制面板最終開發出來的版本，除了些許的功能設定位置略有更動，還有原先預計設計於外部的IP位址設定功能，將之變更為隱藏模式，除此之外大至上都符合原先的規劃設計。無線模組之IP位址設定功能圖如圖 19所示：

圖 19 無線模組之IP位址設定功能圖

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前段說明的是關於軟體開發上實測的部份，而對於硬體方面實測環境的架設，研究開發要探討的部份相對就比較單純了。因為目前已完成的無線可靠度測試監控系統，硬體可程式設備整合的安排，只有以可程式電源供應器一台設備示範，至於另一台也需要配合可靠度測試功能建置的可程式設備，可程式恆溫恆溼試驗機測試設備，因為有開發時間壓力的考量，故在此次研究開發階段並未正式將其列入。無線可靠度測試監控系統的實測環境架設圖如圖20所示：

圖 20 無線可靠度測試監控系統的實測環境架設圖

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6.2 結論

若要更精確的分析無線可靠度測試監控系統，可提升的工作效益與節省的時間成本，實際測試時間與人力工時的換算，還有圖表的呈現是最讓人淺顯易懂的。傳統可靠度測試監控方式耗費時間計算表如表3與表4所示：

表 3 傳統可靠度測試監控方式耗費時間計算表

表 4 無線可靠度測試監控系統耗費時間計算表

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根據無線可靠度測試監控系統，耗費時間計算表之公式計算結果顯示，

就只看每件測試專案所耗費的時數而言，以無線測試自動化監控方式就省了約五倍的時間!因人力工時費用的支出，始終為業界為視為最大的負擔；只因為它是每月必需的固定支出，除非裁員否則只有增加沒有減少的機會。

無線遠端監控加上測試自動化的開發組合，其所節省出來的最主要部份，就是人力資源的工時部份。所以執行後馬上可立竿見影是必然的效果。但是可注意就故障排除的項目，無論傳統測試或監測自動化方式，是其實能節省的時數相對影響就不大了，只因為我們是執行可靠度的測試，相對已是產品運作較穩定的狀態。但是一但發生故障無論是用何種方式執行，都還是必須親自到實驗室中排除測試障礙後，測試運作才可能重起執行，所以在此項工時的節省是沒有影響的。

每件專案平均總耗費時間之圓形比例圖如圖21所示：

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圖 22 每項高低溫測項需再修改測試參數之耗時比較圖

圖 23 星期(六日)2天需要加班測試之耗時比較圖

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圖 24 每個專案平均總耗費時間之比較圖

圖 25 傳統vs.無線可靠度測試監控系統之時間差異比較圖

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個人於論文研究開發階段所需要使用到的軟體，或可程式儀控設備所需要的硬體設備，因為都可由工作資源中先行掌握，進而分析與觀察目前工作中測試的項目，是否有測試可立即導入自動化，並且可達到提升工作效率與節省人力成本的目標。因此規劃出傳統可靠度測試，可整合有線網路與無線模組，並配合導入自動化的開發研究方向。將學術理論與工作資源做有效的結合，不但可順利於工作中完成學業，亦可提升工作上實質的效益，達到個人與公司之間都可雙贏的最終目標。測試人力成本與執行效益比較表如表5所示：

表 5 測試人力成本與執行效益比較表

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最終整合完成的無線可靠度測試監控系統，可達到測試人力成本與執行效益的提升!就如比較表中所呈現的比較結果；相較於未做系統整合前的傳統可靠度測試方式只有兩勝六敗，但是經過系統開發整合後測試效益可達到的是六勝兩敗。沒有獲勝的那兩敗的項目，完全取決於自動化建構與開發當下所需投資的設備成本，但是就長期導入自動化呈現的效益來看，如果可程式的設備再經五到十年的本金攤提後，其實最後所呈現的結果，應該還是會勝於傳統測試架構的!

因為無線可靠度測試監控系統設計的初期，就已經在無線遠端監控模組的搭配，與可程式設備控制擴充的部份，保留了未來測試系統持續擴充測試功能的空間，不但可以更改無線傳輸模組的使用頻段，更可增加其它可程式控制的測試設備，來增強測試系統其它所需的功能，除了以原保留系統的測試平台為基礎，更能藉由測試設備的擴充，達到建置更多測試上所需的組合與應用範圍。

以目前已建構的測試平台擴充性來說，要擴充更多的可靠度測試功能，只須用GPIB控制介面先將要加入的設備串接起來，再增加與修改虛擬儀控介面上的控制功能，對於自動化控制設備與程式的調配，具有相當好的便利性與修改機制。

在無線遠端監控模組擴充的部份，必需優先考慮無線模組搭配的便利性，還有無線傳輸中會造成的碰撞與資料遺失、訊號傳輸穩定度與同頻段干擾...等等狀況。利用最簡易與穩定的無線傳輸模式，建置出適合的無線監控網路；以無線模組的監控系統架構來說，也可轉換為應用其它傳輸頻段的無線模組。

當業界其它無線網路模組應用發展都更趨於成熟，即可將3.5G或WiMAX的無線模組，導入目前的無線監控系統架構中，將目前架構中使用的Wi-Fi無線模組，轉用由上述任一種無線模組取代，轉換成更便利性及更遠距離的無線監控測

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參考文獻

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