定义自动测试
自动化测试是指使计算机能够按逻辑顺序对产品执行一系列独立测试的过程。这些测试通过仪器硬件进行测量，并将测量值传输至搭载 软件（测试执行程序）的计算机，该软件可将结果与预设限值进行比对，从而判定产品是否合格。借助自动化技术，测试流程得以快速、可靠且可重复地运行，同时最大限度降低人为失误风险。 如今，自动化测试已应用于所有使用电子产品的行业，自动化测试仪器的数量正显著增长。
自动化测试的日常实例
从人工测试转向自动化测试的典型例子，在本地修车行就能看到。当汽车结构简单时，消费者会将车辆送至修理厂，技师会手动检查分电器、火花塞等部件，并确认燃油是否正常输送至化油器。这些检查需逐项进行，直至故障被诊断并完成维修。 如今，技师只需将汽车接入电脑，按下按钮，便能分析计算机完成更全面检测后生成的测试结果。例如在发动机控制单元（ECU）测试过程中，许多检测无需技师了解具体操作细节即可完成。这种按顺序对产品执行系列测试的过程，被定义为自动化测试。
人工测试与自动化测试
手动测试过程通常由一名或多名人员执行，他们依次完成各项测量任务直至测试结束。许多企业长期雇佣操作员全天候守在测试设备前，观察仪器数据并记录测试结果。这种方式沿用多年，在劳动力成本较低的情况下仍被采用。 当产品测试流程相对简单，操作员能在短时间内完成测试时，也会采用手动测试。而自动化测试则是指由计算机测试系统执行产品检测流程。 历史上，自动化测试设备成本高昂且结构复杂，主要应用于国防、汽车和电信行业。从20世纪70年代至90年代初，计算成本相对于人工成本极为高昂，自动化测试设备的价格远超人力成本，因此手动测试仍占据主导地位。
测试序列和测试执行软件
单项测试（称为测试模块）执行特定功能和验证。当这些单项测试组合在一起时，称为测试序列。测试序列的示例可能是：（1）上电测试，接着（2）电压检查测试，然后（3）电流测试。借助自动化测试设备，可创建多个测试序列，以便在同一系统内测试多种产品。 测试模块可使用多种编程语言创建，而测试序列通常由测试执行软件工具生成。测试执行工具具备多重功能：创建独立测试序列、整合测量限值以判定通过/失败条件、根据测量结果生成调用新测试序列的触发条件。此类软件还提供测试数据输出框架，使结果可上传至数据库进行深度分析。
半自动化测试
在思考手动测试与自动化测试时，切忌陷入非此即彼的思维定式。许多企业会采用第三种测试策略——半自动化测试。当产品在测试过程中需要进行某种形式的配置时，通常会部署这种方案。半自动化测试要求操作员在测试周期的部分或全部环节中全程参与。
该产品通常放置在连接计算机的夹具中。测试过程中，计算机屏幕上显示的图形用户界面（GUI）会引导操作员完成测试流程中需要对产品进行手动调整的环节，例如调节电位器或对齐特定机械部件。操作员进行调整时，计算机可同步读取相关参数。
当数值处于所需范围内时，计算机可能会通过显示设置正确的事实来提示操作员。完成这些测试后，计算机将再次接管控制，剩余测试将完全自动化进行，其方式与前述描述相同。
自动测试类型
自动测试系统形形色色，利用各个领域的专业知识。在不同测试项目的不同阶段，都需要光学、射频、机械、电气、软件和其他方面的专家。
测试类型的一些示例包括
在线测试 (ICT)
在线测试技术已存在多年。其最初用途是测试用于电子产品的单个电路板。通过电探针检测装配好的印刷电路板（PCB），检查短路、开路、电阻、电容等基本参数，以验证组装是否正确。 测试可通过"钉床"测试夹具配合专用设备完成，也可采用无夹具的在线测试方案。钉床测试仪是传统电子夹具，其玻璃纤维布层压板上布满插孔，孔内插有众多测试针。通过定位销对准测试针，使其与PCB上的测试点接触，这些测试点再通过导线和电缆连接至测量单元。 每个弹簧式微针均与被测设备（DUT）电路中的单个节点接触。通过将DUT压向针床，可快速同时实现与DUT电路中数百甚至数千个独立测试点的可靠接触。压紧力可通过人工或真空装置提供，从而将DUT向下压至针床。 ICT系统通常内置测试数据记录功能，并根据制造商设计生成专有输出报告。尽管正逐渐被下文所述的边界扫描系统取代，许多ICT系统至今仍在使用。ICT具有诸多优势，包括测试速度快、可同时测试PCB多处区域，且为现成可用的解决方案。该技术通常用于测试装配成子组件前的单块已装配PCB。
边界扫描
边界扫描是近年来非常流行的一种自动测试形式。边界扫描通常被称为 JTAG（联合测试行动组）或其 IEEE 标准（IEEE 1149.1），与更传统的测试形式相比，边界扫描具有许多显著优势，因此已成为当今自动化测试中使用的主要工具之一。最初开发边界扫描测试的主要原因是为了克服无法进入电路板和集成电路进行测试的问题。随着产品变得越来越小，可用的空间变得越来越难找，这意味着传统的测试方法不适合或不可能进行测试。边界扫描通过在电路板上安装大型集成电路中的特定边界扫描寄存器来克服这一问题。当电路板设置为边界扫描模式时，集成电路中的串行数据寄存器就会收到数据。通过串行数据链的响应和数据传递，测试仪能以相对较快的速度检测出任何故障。由于边界扫描能够测试电路板，甚至是物理测试访问非常有限的集成电路，它已被广泛使用，而且使用量还在继续增长。
自动光学检测 (AOI)
自动光学检测在许多制造环境中都很常见。它基本上是一种视觉检测，但通过摄像头、计算机和软件自动实现。由于检测的自动化性质，与传统的人工检测相比，它具有更高的可重复性和速度。当 AOI 位于焊接 PCB 生产线的末端时尤其有用，它可以快速定位任何生产问题，包括焊接缺陷，并确定是否安装了正确的元件以及元件的方向是否正确。这种类型的检测传统上是由操作员进行的，他们要花费数小时查看同类电路板。人工目视检查的最大问题之一是操作员疲劳。在一个班次即将结束时，人工检测的准确性往往会降低，从而导致坏产品合格或好产品不合格。自动光学检测成功地解决了这些问题。由于 AOI 系统成本高昂，通常只用于大批量生产线。
自动 X 射线检测 (AXI)
AXI 与 AOI 有许多相似之处。然而，随着球栅阵列（BGA）封装的出现，有必要创建一种检测形式，以便能够查看光学上无法看到的项目。AXI 系统可以透过集成电路 (IC) 封装来准确评估焊点，就像医生通过 X 光检查骨骼是否有骨折一样。
功能自动测试设备
功能测试，顾名思义，就是测试设备的功能。这是在制造过程中更进一步的测试，通常是产品包装和运送给客户之前的最后测试。一旦产品进入这一测试阶段，如果发现有缺陷，维修费用通常是最昂贵的。越早测试和发现问题或设计问题，解决问题的成本就越低。由于公司产品的大多数功能都是独一无二的，因此大多数功能测试仪都必须是定制的。当设计和制造一种新产品时，它往往具有以前从未有过的功能，这意味着从未有人为这些功能制造过测试仪。
组合测试
从已经讨论过的测试类型可以看出，没有任何一种测试方法能够提供完整的解决方案。为了克服这一问题，许多 ATE 系统在一台测试仪中集成了多种测试方法。通过组合测试功能，测试覆盖率大大提高。组合测试仪还能进行各种不同类型的测试，而无需将电路板从一台测试仪实际移动到另一台测试仪。这套测试可包括ICT测试、功能测试和JTAG边界扫描测试。所述的每种自动测试类型都有其优势；因此，有必要为所需的测试选择正确的测试方法类型。通过结合使用所有不同的测试技术，可以充分利用所建立的 ATE。这样既能迅速执行测试，又能为所有类型产品的成功测试提供高水平的覆盖面。
选择人工测试还是自动测试
通过分析产品用例的全局图景，除生产规模外，正确路径通常清晰可见。 关键任务型产品通常需经多次测试以确保运行无误。此类产品包括保障人身安全的设备，或功能失效可能引发灾难性后果的设备，常见于交通运输、航空航天、医疗和国防等领域。例如，飞机零部件制造商深知产品故障可能导致大规模伤亡，因此这些企业会投入大量资金采购自动化测试设备。 另一典型案例是植入式医疗器械制造商——其产品质量直接关乎用户生死。这类企业因安全考量与成本效益双重驱动，早早采用了自动化测试技术。自动化测试永不疲倦，也无情绪波动。实践证明，当人工操作员执行测试任务时，测试结果可能因午休前后而产生差异。 此外，主观因素开始发挥作用。适合某人的方案未必适用于他人。本应被拒之门外的劣质产品流入市场，而被淘汰的合格品却经证实完全正常。这些失误导致召回、维修及品牌声誉损失惨重。采用客观标准时，结果始终可靠且可重复。
应用是否适合自动化？
传统上，当测试过程简单、人工成本较低时，就会使用人工测试。手动测试也经常用于研发部门，因为在测试研发中的新产品时，灵活性是一个重要因素。改变测试流程和尝试多种不同方案的能力适合手动测试。公司有时会发现很难从手动测试流程转向自动测试流程，因为软件开发的成本似乎很高。
由于测试设备和软件工具的成本随着摩尔定律而降低，自动测试现已广泛用于测试各种电子产品。随着测试设备成本的降低，自动测试设备的应用也越来越广泛。导致自动化测试普及的另一个因素是，全球劳动力成本不断上升，导致人工测试成本上升。在需要专业技能的细分行业，寻找和培训合适的人员同样昂贵且具有挑战性。无论是高产量/低成本产品，还是低产量/高价值产品，所有类型的产品都在使用自动测试。决定使用哪种测试设备的因素取决于生产的产品类型。对于高产量/低成本产品，测试时间往往至关重要，因此节省几秒钟的测试时间是选择使用哪种测试设备的关键驱动因素。对于更复杂和高价值的产品，进行多次深度测试的能力更为重要；因此，测试设备往往更为复杂，成本也可能更高。
自动化值得投资吗？
企业领导者在启动新产品导入时面临的最大决策之一，就是是否投资自动化测试。尽管近年来自动化测试系统的搭建成本有所下降，但仍是一项重大投入。不过，一旦完成初期投资，便可将其转化为节省成本的平台。通过设计并实施具有通用核心的测试站，这些设备可在整个制造过程中轻松复用和循环利用。通用核心或通用测试站的关键在于将所有昂贵仪器整合至基础单元。在此基础上，只需围绕这些仪器设计灵活的夹具，即可通过按需更换来适应不同产品及产品生命周期的各个阶段。
反对引进自动化测试设备的声音也可能来自企业内部，因为一些现有人员可能会认为引进新技术会威胁到他们的工作。当他们意识到他们工作中的平凡部分将被更令人兴奋的角色所取代，他们可以为企业创造更多价值时，这种感受到的威胁往往会得到扭转。如果处理得当，这种情况对所有相关人员来说都会变成一种积极的体验。
手动测试、半自动测试和自动测试之间的主要区别已经得到解决，但如何做出决定的问题依然存在。
要确定哪种策略最适合任何特定情况，需要回答一系列问题：
- 产品是低成本还是高价值？
- 会大量生产吗？
- 测试复杂还是相对简单？
- 它对最终客户的任务是否至关重要？
- 是否需要对 100%的设备进行测试，还是批量测试就足够了？
这些问题的答案有助于更好地判断是否应引入自动化测试策略。对于生产低成本、简单电子产品的企业而言，自动化测试是控制制造和测试成本的关键。在这种情况下，由操作员手工测试每件产品将导致成本过高。而对于复杂或高价值产品，由于测试其复杂性需要高成本的专业技术人员，自动化测试往往更为合理。 高价值产品通常要求客户具备高标准的测试流程和文档化规范，以确保品质稳定性。 对于关键任务型产品，生产全阶段的高质量与重复性测试至关重要。测试应贯穿各组装层级：从单块PCB测试、子系统测试，直至最终的功能验收测试。此类产品在实际应用中的故障（即劣质成本）远高于全面测试的投入。
为了更好地理解并证明已讨论过的测试流程的差异，我们不妨举一个典型测试场景的例子。在上述示例中，需要测试的产品按三种测试流程中每种流程每次测试的潜在成本细分。决定最佳策略的关键计算是测试时间、操作员成本、设备成本和所需的工程开发（即软件设计）。示例假定，根据估算的固定成本、开发成本和测试时间，一条生产线每年生产 10,000 台产品。这些信息用于计算每单位的测试成本。本例中的关键成本是测试时间。随着时间的减少，每次测试的成本也会大幅降低。
人工测试需要更高的能力水平，因此操作员的成本也更高。需要训练有素的测试技术人员来执行测试。而半自动或全自动测试则不同，可以使用技能较低的操作员。(在这些情况下，操作员有可能同时与多台测试仪一起工作，但计算中没有使用这种多路复用假设。)上表中的示例为计算不同测试类型的情况提供了指导。在本例中，由于单位数量（每年 10,000 个），有理由从手动测试转为半自动测试，但不转为全自动测试。这是因为测试量足以证明某种形式的自动化是合理的，可以显著降低人工成本，但测试量还不足以证明全自动测试的昂贵成本是合理的。
成功的产品测试对质量至关重要，但也要付出代价。在决定产品测试应采用人工还是自动化时，必须根据上述所有考虑因素仔细权衡。良好的规划将带来有效的结果，并在改善整体结果的同时加快生产速度。
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