自动化测试大型通用工程仿真CAE软件

自动化测试系统是现代大型软件的必备设施，通用CAE仿真软件由于功能复杂，维护时间长，对计算结果要求高，因此必须要有自动化测试系统来维护产品的鲁棒性与精确性。除了测试系统以外，海量的测试算例也是重要的知识资产，需要投入大量的开发资源。笔者曾详细介绍了CAE软件的自动化测试相关内容，参见《快速创建WELSIM的回归测试算例》、《大型工程仿真CAE软件的自动化回归测试》二文。本文着重介绍运行工程仿真CAE软件的自动化测试。

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目前市面上的大型CAE软件不公开自动化测试系统，只提供给内部研发人员使用，终端用户无法使用测试系统。WelSim是世界上目前唯一一款开放自动化测试系统并开源算例的通用CAE软件，因此本文只能使用WelSim作为演示。

软件启动后，在图形化界面的菜单栏或工具栏中找到自动化测试的命令。

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并点击运行测试命令后，提示选择要添加的测试文件。

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目前测试文件的读取支持xml和wstb两种格式，xml是具体的单个测试文件，wstb可以包含多个测试的文件。如下图所示，wstb本质上是xml测试文件的集合。

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读取测试文件后，会显示测试主界面。如果在上一步选择了有效的测试文件，主界面会列表显示测试案例。测试主界面功能较多，这里分为4个区域分别说明。

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区域1占据了大部分界面，便于显示大量的测试算例。用户可以勾选或取消将要运行的算例。每个算例都有一个进度条，用于显示当前测试的进度。每个算例有一个测试结果，测试通过会以绿色背景显示Success，测试失败会以红色背景显示Failed。

区域2显示鼠标右键点击弹出菜单，提供了如勾选全部、取消全部、删除全部、保存测试文件等常用功能。弹出菜单的位置不固定，取决于鼠标点击位置，通常是空白区域。

区域3显示一些必要按钮，如单个测试完成后删除项目，添加算例，删除算例，保存测试文件等功能。系统默认是在每个测试结束后关闭当前项目，用户可以通过点击此按钮更改，测试完成后就不会关闭项目，此时可以手动保存项目为wsdb文件。当算例测试失败时，此功能方便测试人员查找原因。保存测试按钮可以保存当前测试失败的算例，方便用户在修复问题后再次运行。

区域4在主界面底部，提供了运行测试的关键按钮，用户可以运行，暂停，或停止测试。默认测试每步的时间为100毫秒，用户可以更改。同时支持显示测试日志。

测试的时间取决于算例的多少以及每个算例的大小。快速测试通常在10分钟内完成。长期测试通常在15个小时内完成。测试全部通过时，可以认为产品当前状态是相对稳定的。当测试发现失败的算例，可以再次单独运行此算例，并查明原因。对软件或测试文件进行相应的更新。

测试文件格式

XML文件简单直观、易于阅读，同时具有较好的机器读写性能。适合作为自动化测试文件格式。下图给出了一个简单CAE结构仿真分析的测试文件。

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按照编号，将文件分为了7个部分，分别是：

1. 选择单位制。
2. 新建项目，新建一个立方体，并划分网格。
3. 添加一个固定边界条件，选择一个面。
4. 添加一个压力边界条件，选择一个面，并设置压力值。
5. 求解。
6. 添加一个位移结果，读取并验证结果。
7. 添加一个应力结果，读取并验证结果。

文件中每个单元含有三个属性，分别是object, command, 和arguments。object用于定位GUI相关的QT控件，与软件产品中的控件名称一一对应。command有激活（activate），设置当前（setCurrent）等选项。arguments定义额外的参数，如表格的行与列，边界的选择，数值，按键值等。

单元类型有两类，wsevent用于进行事件驱动，也就是执行每一步操作。wscheck用于验证某项数值，工程仿真软件需要保证计算结果的准确性，wscheck单元来完成这个任务。当然在执行wsevent的各种操作时，也对软件控件有大量检测，用于发现如程序崩溃，内存泄露等软件缺陷。

行为与局限

运行WelSim的自动化测试需要添加环境变量WELSIM_DATA_ROOT至测试算例文件夹。测试案例包中已做说明。

自动化测试只能检测算例已经覆盖的功能，因此需要随着CAE软件的发展不断的维护和增加算例，是一个长期的过程。WelSim开放了测试系统并开源测试算例，求解器等后端应用的开发者们无需创建自己的自动化运维系统，可以直接添加测试算例来保证后端应用的精度与稳定性。

WelSim自动化测试系统是基于软件本身的，在软件启动以后才能进行测试。而有的大型软件测试框架是独立的进程，通过进程间通讯来对目标软件进行测试。这两种测试框架都是可行且有效的，开发者可以根据软件特点和自身的技术栈进行选择。

自动化测试文件可以不局限于XML格式，根据软件构架的不同，和测试需求的不同，可以是Python或JavaScript等其他解释型语言格式，都有各自优点。

当前WelSim的测试框架，不保存测试结果，在以后的版本中可能支持测试结果的保存。结果可以通过网页显示，并支持历史测试数据的查找。便于产品的长久维护。