返回案例库
7×24 小时循环执行功能序列
场景：长时间稳定性测试 (S16) 适用行业：工业控制、汽车电子、医疗设备 产品：天工-UTP / 天工-AutoTest 标准：可靠性测试规范
使用的产品与方案
本测试案例基于以下宏控产品及行业解决方案完成：
点击上述链接了解产品详情，或查看 更多应用案例。
核心价值： 连续7×24小时重复执行核心功能序列，监测功能退化、内存泄漏、响应时间漂移等指标，记录首次失败时间（TTF），为MTBF估算和浴盆曲线分析提供数据支撑。依据GJB 450B和Telcordia SR-332要求，验证产品在偶然失效期的稳定性。
一、 测试背景与目标
嵌入式设备在实际部署中通常需要连续运行数月甚至数年。根据浴盆曲线理论，产品在早期失效期后进入偶然失效期，此阶段的失效率相对稳定。行业痛点包括：
- 内存泄漏难以发现：短时测试无法暴露动态内存分配缺陷，长期累积导致系统崩溃。
- 性能退化无预警：响应时间随运行时长逐渐漂移，直至超出设计阈值。
- 偶发故障难复现：通信偶发丢包、时序偶发异常仅在长时间运行中出现。
- MTBF缺乏实测数据：设计阶段的MTBF估算需通过长稳测试验证。
测试目标： 连续7×24小时执行核心功能序列，监测功能正确性、资源占用、响应时间等关键指标，记录首次故障时间，为可靠性评估提供实测依据。
graph LR
A[测试开始] --> B[循环计数器=0]
B --> C[执行功能序列]
C --> D[采集性能指标]
D --> E{是否失败?}
E -->|否| F[计数器+1]
F --> B
E -->|是| G[记录失败时间]
G --> H[生成报告]
二、 测试方案概述
本测试基于宏控天工-AutoTest自动化测试平台执行，配合天工-UTP进行数据采集与分析，主要使用以下产品功能：
- 天工-AutoTest：编排循环测试序列，支持无限循环、异常中断后继续、定时触发等功能。
- 天工-UTP：实时采集被测设备的CPU占用率、内存使用量、通信丢包率、响应时间等参数。
- 天工-LifeTest（可选）：提供长稳测试专用模板，自动生成趋势图和MTBF估算报告。
测试覆盖接口/协议：CAN、Modbus TCP、串口、以太网等，根据被测设备实际接口配置。
三、 测试内容与监测指标
长稳测试监测项
| 监测项 | 测量方法 | 关注点 |
|---|
| 功能正确性 | 每次循环执行功能序列 | 是否出现功能失败 |
| 响应时间 | 记录关键操作耗时 | 是否逐渐变慢（漂移） |
| 内存占用 | 读取系统内存或进程内存 | 是否存在内存泄漏 |
| CPU 占用率 | 读取 /proc/stat 或任务管理器 | 是否异常升高 |
| 通信丢包率 | 统计收发报文 | 丢包率是否随时间增加 |
三、 典型测试场景
场景1：7×24 小时 CAN 通信与数据采集长稳
每 10 秒发送一次 CAN 报文，采集模拟量数据，记录每次的响应时间和数据正确性，连续运行 7 天。
sequenceDiagram
participant UTP as 天工-UTP
participant DUT as 被测设备
loop 7×24 小时
UTP->>DUT: 发送 CAN 指令
DUT-->>UTP: 返回数据
UTP->>UTP: 记录响应时间
UTP->>UTP: 比对数据正确性
UTP->>UTP: 采集内存/CPU
Note over UTP: 每 10 秒循环
end
UTP->>UTP: 生成趋势图
场景2：内存泄漏检测
持续运行 72 小时，每小时记录一次进程内存占用，绘制内存-时间曲线。若内存持续增长且不回落，判定为内存泄漏。
场景3：响应时间漂移分析
记录每次功能序列的总耗时，绘制耗时-循环次数曲线，若耗时逐渐增加，说明存在性能退化（如缓存堆积、资源竞争）。
四、 宏控天工自动化实现方案
1. 循环测试框架
UTP 支持设置循环次数或无限循环，支持循环间延时、异常中断后继续。
2. 实时数据记录
自动将每次循环的性能数据写入时序数据库（如 InfluxDB），支持实时图表。
3. 异常告警
当响应时间超过阈值或内存增长超过线性趋势时，自动发送告警邮件。
4. 长稳报告生成
测试结束后生成包含趋势图、首次失败时间、MTBF 估算的完整报告。
五、 关键测试步骤
sequenceDiagram
participant AutoTest as AutoTest主控
participant UTP as UTP数据采集
participant DUT as 被测设备
loop 每10秒一个循环
AutoTest->>DUT: 发送功能指令（通信/采集/控制）
DUT-->>AutoTest: 返回响应数据
AutoTest->>UTP: 记录响应时间、比对数据正确性
UTP->>DUT: 采集内存/CPU占用率
UTP->>UTP: 写入时序数据库
end
AutoTest->>AutoTest: 7×24小时后停止
AutoTest->>UTP: 生成趋势分析报告
六、 测试结果与价值
某工业控制器长稳测试实测数据：
| 指标 | 初始值 | 7天后 | 变化率 | 结论 |
|---|
| 平均响应时间 | 12ms | 15ms | +25% | 在允许范围内 |
| 进程内存占用 | 45MB | 47MB | +4.4% | 无内存泄漏 |
| CPU占用率 | 8% | 8.2% | +2.5% | 稳定 |
| 通信丢包率 | 0% | 0.001% | 可忽略 | 合格 |
| 功能通过率 | 100% | 99.98% | -0.02% | 偶发超时1次 |
测试价值：
- 提前发现1处内存碎片导致的响应时间漂移问题，优化后MTBF从估算2000小时提升至8000小时。
- 自动记录首次故障时间（TTF=128小时），为浴盆曲线早期失效期判定提供依据。
- 测试报告直接用于GJB 450B可靠性鉴定试验的证明材料。
七、 关键性能指标
八、 适用对象
工业控制器厂商
PLC、DCS长期稳定性验证
汽车电子供应商
ECU、域控制器耐久测试
医疗设备制造商
监护仪、输液泵连续运行验证
通信设备企业
路由器、基站模块长稳测试
