אוטומציה תעשייתית · מערכות HIL
מערכת HIL: בדיקות Hardware in the Loop לבקר ולמוצר
מערכת HIL מחברת את הבקר האמיתי לסימולציה של הסביבה שלו: חיישנים, מנועים, תקשורת ותקלות. כך בודקים תוכנה וחומרה אוטומטית, בכל שינוי, לפני ניסוי בשטח. קונספטק בונה מערכות כאלה לצוותי פיתוח.
עובדים גם מרחוק, עם צוותי פיתוח בישראל ובחו״ל, בעברית ובאנגלית
- למי
- צוותי פיתוח וראשי בדיקות בחברות חומרה, רובוטיקה ובקרה, וגם סטארטאפים
- מה מקבלים
- מתקן HIL עם סימולציה, הזרקת תקלות ובדיקות שרצות אוטומטית ב-CI
- צעד ראשון
- שיחה עם מהנדס על הבקר, על הממשקים ועל התקלות שמגיעות היום לשטח
מה זה HIL
מה זה HIL, ומתי הוא משתלם?
HIL משתלם כשניסוי בשטח יקר, מסוכן או איטי, כשהקוד משתנה לעתים קרובות, וכשתקלה שמגיעה ללקוח עולה יותר מהמתקן. כך הוא נראה לצד שיטות הבדיקה האחרות.
- סימולציה בתוכנה, SIL
- הקוד רץ מול מודל, בלי חומרה. מהיר וזול להרצה על כל שינוי, אבל לא תופס בעיות של תזמון, דרייברים וחומרה אמיתית.
- בדיקה ידנית על שולחן
- מהנדס מחבר ספק כוח, מחולל אותות וסקופ, ובודק ביד. טוב לפיתוח מוקדם, אבל קשה לחזור עליו באותה צורה, ואי אפשר להריץ אותו על כל שינוי.
- HIL: הבקר האמיתי מול סימולציה
- הבקר והקושחה האמיתיים, מול סימולציה של חיישנים, מפעילים ותקשורת. בדיקות חוזרות ואוטומטיות, כולל תקלות שמסוכן או בלתי אפשרי לייצר בשטח.
- ניסוי בשטח
- המערכת המלאה בסביבה האמיתית. אין לו תחליף לאישור הסופי, אבל הוא יקר ואיטי, ותקלה שמתגלה בו עולה הכי הרבה. HIL מצמצם את מה שמגיע לשטח.
ממה בנויה
ממה בנויה מערכת HIL?
שישה רכיבים. מתחילים במינימום שמאפשר להריץ בדיקה אחת, ומוסיפים לפי מה שהבדיקות צריכות.
כניסות, יציאות ותקשורת
כרטיסי כניסות ויציאות, ותקשורת כמו CAN bus, FDCAN, EtherCAT, RS-485 או Modbus, שמדמים את מה שהבקר רואה במכונה.
תוצר: רשימת ממשקים וחיווט של המתקן
הזרקת תקלות
ניתוק חיישן, קצר, מתח נמוך, הודעה שהתעכבה או נפגמה. כך בודקים איך הבקר מטפל בתקלות, בלי לסכן את המכונה.
תוצר: קטלוג תקלות ומנגנון הזרקה במתקן
מודל של הסביבה
סימולציה של מה שהבקר שולט בו: מנוע, ציר, חיישנים, עומס או תהליך, ברמת הפירוט שהבדיקות צריכות, ולא יותר.
תוצר: מודל סימולציה שרץ בזמן אמת
מריץ בדיקות
תוכנה שמריצה תרחישים, מודדת ומשווה לתוצאה הצפויה, בדרך כלל ב-Python ובמסגרת בדיקות סטנדרטית.
תוצר: סט בדיקות אוטומטי וקוד הבדיקה
חיבור ל-CI
כל שינוי בקוד צורב את הקושחה לבקר שעל המתקן ומריץ את סט הבדיקות, והתוצאה חוזרת למפתחים לפני המיזוג.
תוצר: צנרת CI שמפעילה את המתקן
דוחות ולוגים
תוצאה לכל בדיקה ולכל גרסה, עם לוגים ואותות מוקלטים, כדי להבין מה נכשל בלי לשחזר את התקלה ביד.
תוצר: דוח לכל ריצה והיסטוריה לפי גרסאות
בדיקות רציפות
HIL בתוך CI: בדיקות שרצות על כל שינוי
הערך האמיתי של HIL מגיע כשהוא רץ לבד, על כל שינוי בקוד, ולא רק לפני שחרור גרסה.
כשמתקן ה-HIL מחובר ל-CI, כל שינוי בקושחה עובר את אותו סט בדיקות: הקוד נבנה, נצרב לבקר שעל המתקן, הבדיקות רצות מול הסימולציה, והתוצאה חוזרת למפתח. נסיגה שהייתה מתגלה בניסוי בשטח, או אצל לקוח, מתגלה כבר ביום שבו נכתב הקוד.
כדי שזה יעבוד בפועל, צריך יותר ממתקן:
- מתקן יציב, שחוזר לבד למצב ידוע לפני כל ריצה
- בדיקות שנותנות אותה תוצאה בכל ריצה, כדי שהצוות יסמוך עליהן
- תור ריצות, כשכמה מפתחים חולקים את אותו מתקן
- דוחות ולוגים שמאפשרים להבין כשל בלי לשבת ליד המתקן
את בדיקות ה-HIL אצלנו מוביל מהנדס שבנה צנרות בדיקה אוטומטיות של HIL ב-CI.
כשהקושחה עצמה עוד בפיתוח: פיתוח קושחה ותוכנה משובצת
מערכות HIL הן חלק אחד מהעבודה שלנו בבדיקות ובאוטומציה. כל שירותי האוטומציה התעשייתית
בשלבים
איך בונים מערכת HIL בשלבים?
ארבעה שלבים, וכל אחד כבר מחזיר ערך: לא צריך את המתקן המלא כדי להתחיל לתפוס באגים. את משך כל שלב מעריכים אחרי הבדיקה הראשונית.
01
מתקן מינימלי
הבקר, ספק כוח, הממשקים החשובים ומודל פשוט, כדי להריץ בדיקה אחת מקצה לקצה ולהוכיח שהגישה עובדת.
תוצר: מתקן ראשון ובדיקה אחת שרצה אוטומטית
שער: הבדיקה הראשונה רצה ונותנת תוצאה חוזרת
02
כיסוי
מוסיפים ממשקים, תרחישים והזרקת תקלות, לפי רשימת הדרישות והתקלות שכבר ראיתם בשטח.
תוצר: סט בדיקות ומטריצת כיסוי
שער: אתם מאשרים את רשימת התרחישים
03
אוטומציה
המתקן חוזר לבד למצב התחלתי, הבדיקות רצות בלי השגחה, והתוצאות נשמרות בדוח לכל גרסה.
תוצר: ריצה לילית אוטומטית עם דוח
שער: ריצות חוזרות נותנות אותה תוצאה
04
חיבור ל-CI
כל שינוי בקוד מריץ את הבדיקות, והתוצאה חוזרת למפתחים לפני המיזוג. מכאן מרחיבים לפי הצורך.
תוצר: צנרת CI ותיעוד של המתקן
ממשקים וכלים
באילו ממשקים וכלים אנחנו עובדים?
אלה הממשקים והכלים שאנחנו עובדים איתם בפועל. ממשקים נוספים בודקים כבר בשיחה הראשונה.
תקשורת ורשתות שדה
- EtherCAT
- CAN bus
- FDCAN
- RS-485
- RS-232
- Modbus
בדיקות ותוכנה
- HIL
- CI/CD
- Python
- C/C++
- Real-time Linux
שאלות נפוצות על מערכות HIL
כמה עולה מערכת HIL?
זה תלוי בעיקר בבקר ובמה שרוצים לבדוק, ולכן מתחילים במתקן מינימלי ומרחיבים בשלבים, עם הצעה לכל שלב. הגורמים העיקריים:
- מספר הממשקים וסוגיהם, ואם צריך תקשורת בזמן אמת כמו EtherCAT
- כמה מפורט צריך להיות המודל של הסביבה
- היקף הזרקת התקלות
- כמה מתקנים צריך, למשל אחד לכל צוות ואחד ל-CI
- החיבור לכלי ה-CI ולמערכות הדיווח שלכם
מתקן מינימלי שכבר תופס נסיגות אמיתיות הוא בדרך כלל נקודת ההתחלה הנכונה.
באילו ממשקים ותקשורת אתם עובדים?
אנחנו עובדים עם CAN bus ו-FDCAN, EtherCAT, RS-485, RS-232 ו-Modbus, וגם עם כניסות ויציאות אנלוגיות ודיגיטליות. אם הבקר שלכם משתמש בממשק אחר, בודקים אותו כבר בשיחה הראשונה, ואומרים לכם בפשטות אם הוא מתאים.
אפשר להשתמש בציוד הבדיקה שכבר יש לנו?
כן, ובדרך כלל זה גם נכון. ספקי כוח, כרטיסי רכישת נתונים, ממשקי תקשורת ומתקני בדיקה קיימים יכולים להיכנס למתקן ה-HIL, כל עוד אפשר לשלוט בהם מתוכנה. בתחילת העבודה עוברים על הציוד שיש לכם ומחליטים מה משתמשים ומה חסר. גם סקריפטים קיימים של בדיקות ידניות הם בסיס טוב לבדיקות האוטומטיות.
HIL מתאים גם לסטארטאפ, או רק לחברה גדולה?
מתאים לשניהם, בהיקף אחר. בסטארטאפ מתחילים במתקן מינימלי על השולחן, שמריץ את הבדיקות החשובות על כל שינוי ומונע נסיגות לפני הדגמה או משלוח ראשון. בחברה גדולה המתקן משתלב בתהליך ה-CI הקיים, עם כמה מתקנים ודוחות לכמה צוותים.
אנחנו עובדים גם עם חברות וסטארטאפים בחו״ל, מרחוק ובאנגלית.
של מי קוד הבדיקות והמתקן?
הבעלות על קוד הבדיקות, על המודל ועל שרטוטי המתקן מוסכמת בחוזה של כל פרויקט. אנחנו חותמים על NDA לפי בקשה, כשהפרויקט מצריך זאת, וזה נפוץ בפרויקטי HIL, כי הבדיקות חושפות את תכנון המוצר.
ספרו לנו על הבקר, ונציע מתקן HIL מינימלי להתחלה
ספרו לנו מה הבקר עושה, באילו ממשקים הוא משתמש ואילו תקלות מגיעות היום לשטח או ללקוח. מהנדס יחזור אליכם עם כיוון ראשוני.
בדרך כלל מענה תוך 3 שעות עבודה, במייל או בטלפון