Đồ án phát triển framework kiểm thử tự động Web bằng Robot Framework - ĐH SPKT Hưng Yên

Hướng dẫn phát triển framework kiểm thử tự động hướng chức năng cho web với Robot Framework. Tối ưu hóa quy trình kiểm thử và nâng cao chất lượng phần mềm.

• Tác giả: Nguyễn Thùy Dung
• Người hướng dẫn: Đỗ Thị Thu Trang
• Trường học: Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên
• Chuyên ngành: Kỹ thuật phần mềm
• Đề tài: Phát triển framework kiểm thử tự động hướng chức năng cho ứng dụng Web sử dụng Robot Framework
• Loại tài liệu: Đồ án tốt nghiệp đại học
• Năm xuất bản: 2025
• Địa điểm: Hưng Yên

Tóm tắt

I. Tổng quan về kiểm thử tự động Web bằng Robot Framework

Kiểm thử tự động đóng vai trò thiết yếu trong quy trình phát triển phần mềm hiện đại. Đề tài nghiên cứu tại Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên tập trung xây dựng giải pháp kiểm thử chức năng tự động cho website thương mại điện tử. Robot Framework là nền tảng mã nguồn mở hàng đầu viết bằng Python. Công cụ này hỗ trợ mạnh mẽ cơ chế kiểm thử hướng từ khóa và kiểm thử hướng dữ liệu. Cú pháp bảng biểu rõ ràng giúp kỹ sư kiểm thử tiếp cận nhanh chóng mà không cần kỹ năng lập trình chuyên sâu. SeleniumLibrary tích hợp hoàn hảo với Robot Framework để mô phỏng chính xác hành vi người dùng trên trình duyệt. Quá trình kiểm tra bao gồm mở trình duyệt, điều hướng đường dẫn, nhập dữ liệu biểu mẫu và kiểm tra kết quả hiển thị. Hệ thống tự động ghi nhật ký chi tiết và xuất báo cáo trực quan dưới dạng tệp HTML. Các số liệu đánh giá bao gồm tỷ lệ thành công, thời gian thực thi và hình ảnh chụp màn hình khi xảy ra lỗi. Mô hình này giúp đội ngũ phát triển phát hiện sai sót nhanh chóng và kiểm soát chất lượng phần mềm liên tục.

1.1. Cơ chế hoạt động của Robot Framework và SeleniumLibrary

Robot Framework vận hành dựa trên kiến trúc mô-đun linh hoạt và độc lập nền tảng. Lớp ngoài cùng tiếp nhận các tập tin kịch bản kiểm thử viết bằng từ khóa tự nhiên. Lớp trung gian phân tích cú pháp và chuyển tiếp lệnh thực thi đến các thư viện chuyên dụng. SeleniumLibrary đóng vai trò cầu nối trung gian giữa Robot Framework và trình điều khiển web WebDriver. Thư viện này chuyển đổi các từ khóa cấp cao thành chuỗi thao tác tương tác trình duyệt. Trình duyệt tự động mở trang web, tìm kiếm phần tử qua locator và gửi sự kiện chuột hoặc bàn phím. Toàn bộ thông tin phản hồi từ trang web được thu thập liên tục. Quá trình này giúp kịch bản kiểm thử phản ánh trung thực trải nghiệm của người dùng thực tế.

1.2. Mục tiêu nghiên cứu đồ án tại ĐH SPKT Hưng Yên

Đồ án tốt nghiệp ngành Kỹ thuật phần mềm tại Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên hướng đến việc chuẩn hóa quy trình kiểm thử tự động. Nghiên cứu tập trung giải quyết bài toán kiểm thử chức năng cho hệ thống thương mại điện tử thực tế. Mục tiêu chính bao gồm phân tích các luồng nghiệp vụ cốt lõi và xây dựng framework kiểm thử lai linh hoạt. Giải pháp kết hợp giữa kiểm thử hướng từ khóa và kiểm thử hướng dữ liệu từ bảng tính. Nhóm nghiên cứu thiết kế kịch bản tự động hóa cho các chức năng tìm kiếm sản phẩm, giỏ hàng và thanh toán. Kết quả nghiên cứu giúp rút ngắn thời gian kiểm thử hồi quy, tăng độ bao phủ kiểm thử và cung cấp báo cáo lỗi trực quan cho nhà phát triển phần mềm.

II. Phân tích bài toán kiểm thử tự động Web bằng Robot Framework

Kiểm thử thủ công truyền thống đối mặt với nhiều hạn chế lớn trong các dự án phát triển phần mềm quy mô lớn. Nhân sự kiểm thử phải lặp lại hàng trăm kịch bản kiểm tra sau mỗi bản cập nhật mã nguồn. Thao tác thủ công gây tốn kém thời gian, tiêu hao nguồn lực và dễ dẫn đến sai sót do yếu tố con người. Khi giao diện ứng dụng thay đổi, việc duy trì tài liệu kiểm thử và kiểm tra hồi quy trở thành thách thức lớn. Hệ thống thương mại điện tử có tính tương tác cao với hàng loạt luồng nghiệp vụ phức tạp. Người dùng liên tục tìm kiếm sản phẩm, thêm hàng vào giỏ và tiến hành giao dịch thanh toán trực tuyến. Những thao tác này đòi hỏi tính chính xác tuyệt đối và thời gian phản hồi nhanh chóng. Nếu không có quy trình kiểm thử tự động bài bản, lỗi nghiêm trọng có thể lọt vào môi trường sản xuất. Điều này gây suy giảm trải nghiệm người dùng và thiệt hại doanh thu của doanh nghiệp. Đề tài tại Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên đã phân tích toàn diện các khó khăn này. Việc phân loại kỹ thuật kiểm thử hộp đen và kiểm thử hộp trắng giúp xác định chính xác phạm vi kiểm thử cần tự động hóa.

2.1. Hạn chế của kiểm thử thủ công và thách thức kiểm thử hồi quy

Kiểm thử thủ công bộc lộ nhiều điểm nghẽn trong chu kỳ phát hành phần mềm ngắn hạn. Khi tần suất triển khai mã nguồn tăng cao, đội ngũ kiểm thử phải thực hiện kiểm tra hồi quy liên tục. Công việc này mang tính chất lặp đi lặp lại và dễ gây mệt mỏi tinh thần cho chuyên viên kiểm thử. Tình trạng bỏ sót lỗi nghiêm trọng thường xuyên xuất hiện ở các luồng xử lý phức tạp. Ngoài ra, việc lưu trữ kết quả kiểm thử thủ công thiếu tính đồng bộ và khó truy vết lịch sử. Chi phí nhân sự tăng tỷ lệ thuận với số lượng tính năng mới của ứng dụng. Do đó, việc chuyển dịch sang kiểm thử tự động là yêu cầu bắt buộc để nâng cao năng suất.

2.2. Phân tích các luồng nghiệp vụ trên hệ thống Zakka Naturals

Đồ án lựa chọn hệ thống thương mại điện tử Zakka Naturals làm đối tượng nghiên cứu thực nghiệm. Ứng dụng này sở hữu danh mục sản phẩm phong phú và lượng truy cập lớn mỗi ngày. Đề tài tập trung phân tích bốn luồng nghiệp vụ trọng yếu nhất của hệ thống. Luồng thứ nhất là tìm kiếm và lọc sản phẩm theo từ khóa và phân loại danh mục. Luồng thứ hai bao gồm các thao tác thêm vào giỏ hàng và cập nhật số lượng. Luồng thứ ba là quy trình đặt hàng và thanh toán trực tuyến qua cổng điện tử. Luồng cuối cùng liên quan đến quản lý thông tin tài khoản người dùng và lịch sử mua hàng. Mỗi luồng đều tiềm ẩn rủi ro phát sinh lỗi giao diện và sai lệch dữ liệu.

III. Giải pháp kiểm thử tự động Web bằng Robot Framework tối ưu

Đồ án đề xuất mô hình kiểm thử lai Hybrid Testing Framework nhằm tối ưu hiệu quả kiểm thử cho website. Mô hình này kết hợp hài hòa giữa phương pháp kiểm thử hướng từ khóa Keyword-Driven và kiểm thử hướng dữ liệu Data-Driven. Cấu trúc framework được tổ chức phân tầng rõ ràng nhằm đảm bảo tính mô-đun và khả năng mở rộng. Tầng kịch bản chứa các ca kiểm thử nghiệp vụ độc lập. Tầng từ khóa định nghĩa các thao tác thao tác trình duyệt tái sử dụng được. Tầng dữ liệu tách biệt hoàn toàn và được lưu trữ có cấu trúc trong tệp bảng tính Excel. Kỹ thuật này cho phép thực thi một kịch bản với nhiều tập dữ liệu đầu vào khác nhau. Phương pháp kiểm thử hộp đen được áp dụng chặt chẽ để thiết kế ca kiểm thử. Các kỹ thuật như phân vùng tương đương và phân tích giá trị biên giúp thu hẹp phạm vi thử nghiệm nhưng vẫn phát hiện tối đa khiếm khuyết phần mềm. Ngoài ra, bảng quyết định và kỹ thuật chuyển trạng thái hỗ trợ kiểm tra toàn diện các luồng nghiệp vụ phức hợp. Robot Framework đọc dữ liệu kiểm thử, thực thi tuần tự các bước và tự động so sánh kết quả thực tế với kỳ vọng. Nhờ đó, tính ổn định của hệ thống được kiểm soát chặt chẽ.

3.1. Thiết kế kiến trúc Hybrid Testing Framework và quản lý dữ liệu

Kiến trúc Hybrid Testing phân chia rõ ràng trách nhiệm giữa logic kiểm thử và dữ liệu kiểm thử. Cấu trúc thư mục dự án bao gồm các thư mục riêng biệt cho Test Cases, Keywords, Test Data và Reports. Dữ liệu kiểm thử được định dạng chuẩn hóa trên các tệp Excel giúp việc chỉnh sửa diễn ra thuận tiện. Robot Framework sử dụng thư viện thích hợp để đọc động các bộ dữ liệu từ bảng tính trong quá trình chạy kịch bản. Tầng từ khóa tùy biến đóng gói các cụm thao tác lặp lại thành những lệnh ngắn gọn. Cơ chế này giảm thiểu trùng lặp mã kiểm thử và nâng cao khả năng bảo trì hệ thống khi giao diện website có sự thay đổi.

3.2. Áp dụng các kỹ thuật kiểm thử hộp đen trong thiết kế kịch bản

Việc áp dụng chuẩn mực các kỹ thuật kiểm thử hộp đen giữ vai trò quyết định chất lượng kịch bản. Kỹ thuật phân vùng tương đương phân tách miền giá trị đầu vào thành các lớp hợp lệ và không hợp lệ. Kỹ thuật phân tích giá trị biên tập trung kiểm tra các điểm ranh giới nhạy cảm dễ phát sinh lỗi sai lệch. Bảng quyết định được ứng dụng để kiểm chứng các tổ hợp điều kiện logic phức tạp trong tính toán giỏ hàng và mã giảm giá. Kỹ thuật chuyển trạng thái đảm bảo kiểm tra đầy đủ các bước trong quy trình đặt hàng từ giỏ hàng đến thanh toán thành công. Sự kết hợp này giúp tối ưu hóa số lượng kịch bản nhưng vẫn đảm bảo độ phủ tính năng tối đa.

IV. Ứng dụng kiểm thử tự động Web bằng Robot Framework thực tế

Kết quả thực nghiệm trên hệ thống thương mại điện tử Zakka Naturals chứng minh tính hiệu quả vượt trội của framework. Bộ kịch bản tự động hóa thực hiện thành công toàn bộ các chuỗi kiểm thử chức năng trọng yếu. Tốc độ thực thi kiểm thử tăng gấp nhiều lần so với hình thức kiểm thử thủ công thông thường. Khả năng phát hiện lỗi giao diện và lỗi dữ liệu được cải thiện rõ rệt ngay từ giai đoạn tiền phát hành. Báo cáo kiểm thử dạng HTML trực quan cung cấp số liệu phân tích chi tiết, hỗ trợ lập trình viên khoanh vùng lỗi nhanh chóng. Việc tự động chụp ảnh màn hình khi xuất hiện lỗi giúp cắt giảm thời gian tái hiện khiếm khuyết. Đồ án tốt nghiệp tại Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên đã mang lại giá trị thực tiễn cao cho quy trình đảm bảo chất lượng phần mềm. Trong định hướng tương lai, framework có tiềm năng mở rộng tích hợp vào đường ống CI/CD tự động. Việc ứng dụng trí tuệ nhân tạo để tự động nhận diện thay đổi locator giao diện và tự sinh kịch bản kiểm thử sẽ tiếp tục tối ưu hóa quy trình kiểm thử phần mềm hiện đại.

4.1. Đánh giá hiệu năng và độ bao phủ kiểm thử trong thực tế

Quá trình triển khai thử nghiệm ghi nhận những chuyển biến tích cực về năng suất kiểm thử. Tỷ lệ phát hiện lỗi trong các chu kỳ kiểm thử hồi quy được nâng cao đáng kể so với phương pháp thủ công. Thời gian chạy toàn bộ kịch bản kiểm thử các tính năng giỏ hàng và thanh toán giảm hơn sáu mươi phần trăm. Các kịch bản kiểm thử được tối ưu hóa giúp giảm thiểu tối đa hiện tượng dương tính giả khi mạng chập chờn. Hệ thống báo cáo tự động lưu trữ đầy đủ nhật ký thực thi và các ảnh chụp sự cố. Điều này tạo điều kiện thuận lợi cho các kỹ sư phân tích nguyên nhân gốc rễ và xử lý sự cố kịp thời.

4.2. Tiềm năng tích hợp AI và hướng phát triển tương lai

Hướng phát triển tiếp theo của framework mở ra nhiều triển vọng trong tối ưu hóa kiểm thử thông minh. Mô hình có thể mở rộng để tích hợp các mô-đun trí tuệ nhân tạo hỗ trợ nhận diện phần tử giao diện thích ứng. Khi cấu trúc trang web thay đổi, công nghệ tự học sẽ tự động hiệu chỉnh bộ định danh locator mà không cần can thiệp thủ công. Ngoài ra, khả năng tự động sinh test case dựa trên nhật ký hành vi người dùng sẽ giúp mở rộng phạm vi kiểm tra các tình huống thực tế. Framework cũng được thiết kế chuẩn hóa để dễ dàng tích hợp vào hệ thống Jenkins hoặc GitLab CI, tạo thành chu trình kiểm thử tự động khép kín.

Nội dung chính

Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong quy trình phát triển phần mềm hiện đại, kiểm thử phần mềm đóng vai trò then chốt nhằm phát hiện lỗi, đánh giá độ ổn định và đảm bảo chất lượng hệ thống trước khi triển khai đến người dùng cuối. Đối với các ứng dụng Web, đặc biệt là các nền tảng thương mại điện tử có tần suất tương tác cao và các luồng nghiệp vụ lặp lại liên tục, phương pháp kiểm thử thủ công (manual testing) bộc lộ nhiều hạn chế về mặt thời gian, chi phí nhân lực và rủi ro sai sót do yếu tố con người. Việc xây dựng một giải pháp kiểm thử tự động (automated testing) có cấu trúc linh hoạt, dễ bảo trì và dễ mở rộng là nhu cầu thực tế cấp thiết trong kỹ thuật phần mềm.

Đề tài "Phát triển framework kiểm thử tự động hướng chức năng cho ứng dụng Web sử dụng Robot Framework" do sinh viên Nguyễn Thùy Dung thực hiện tại Khoa Công nghệ thông tin, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Hưng Yên (chuyên ngành Kiểm thử và Đảm bảo chất lượng phần mềm, năm 2025) dưới sự hướng dẫn của cô Đỗ Thị Thu Trang, nhằm giải quyết bài toán tự động hóa kiểm thử chức năng cho hệ thống thương mại điện tử thực tế.

Mục tiêu nghiên cứu được xác định rõ ràng theo hai cấp độ:

1. Mục tiêu tổng quát: Nghiên cứu, thiết kế và phát triển một framework kiểm thử tự động hướng chức năng dành cho ứng dụng Web, nhằm nâng cao hiệu quả, độ chính xác và tính nhất quán trong quy trình kiểm thử; tự động hóa toàn bộ các bước từ thực thi kịch bản đến thu thập, phân tích kết quả, hạn chế phụ thuộc vào thao tác thủ công; hỗ trợ kiểm tra giao diện người dùng, xử lý dữ liệu và tương tác giữa các thành phần hệ thống.

2. Mục tiêu cụ thể:

   • Xác định và phân tích kịch bản kiểm thử chức năng: Chọn lọc và phân tích các luồng nghiệp vụ trọng yếu của website thương mại điện tử Zakka Naturals (tìm kiếm sản phẩm, thêm vào giỏ hàng, thanh toán, quản lý tài khoản) dựa trên tần suất sử dụng và mức độ ảnh hưởng đến trải nghiệm người dùng.
   • Thiết kế và phát triển framework kiểm thử tự động: Xây dựng framework dựa trên Robot Framework theo mô hình lai (Hybrid Testing Framework), thiết lập cấu trúc thư mục rõ ràng, quản lý trường hợp kiểm thử (test case) và dữ liệu kiểm thử (test data) qua tệp Excel, tích hợp cơ chế báo cáo tự động.
   • Tích hợp và triển khai kịch bản kiểm thử tự động: Chuyển đổi các kịch bản chức năng thành tập từ khóa (keywords), kết hợp dữ liệu kiểm thử để tự động tương tác giao diện, nhập liệu, kiểm tra kết quả và ghi nhận lỗi thông qua trình duyệt.
   • Tối ưu hóa hiệu năng và mở rộng kiểm thử tự động: Tinh gọn từ khóa kiểm thử, tối ưu thời gian thực thi, giảm tỷ lệ cảnh báo sai (false positive), thiết kế kiến trúc mở hướng đến khả năng tích hợp mô-đun trí tuệ nhân tạo (AI) trong tương lai.
   • Đánh giá, tổng hợp và báo cáo kết quả: Đo lường độ phủ kiểm thử, số lỗi phát hiện, thời gian chạy và độ ổn định thông qua hệ thống báo cáo (test report), biểu đồ thống kê và tệp nhật ký (log) chi tiết.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đồ án:

• Đối tượng nghiên cứu: Framework kiểm thử tự động chức năng hướng lai và website thương mại điện tử Zakka Naturals.
• Khách thể nghiên cứu: Quy trình kiểm thử chức năng (đăng nhập, đăng ký, tìm kiếm, giỏ hàng, thanh toán) phục vụ nhu cầu của kiểm thử viên và kỹ sư phát triển phần mềm.
• Phạm vi không gian: Thực nghiệm trên website thương mại điện tử Zakka Naturals (chuyên kinh doanh sản phẩm chăm sóc sức khỏe và làm đẹp nguồn gốc thiên nhiên).
• Phạm vi thời gian: Đồ án được thực hiện trong thời gian từ tháng 3/2025 đến tháng 6/2025.

---

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Nghiên cứu được xây dựng trên hệ thống lý luận tiêu chuẩn về kỹ thuật kiểm thử và đảm bảo chất lượng phần mềm, kết hợp các phương pháp tiếp cận kỹ thuật chuyên ngành:

1. Khung lý thuyết và tiêu chuẩn chất lượng

Tác giả hệ thống hóa các nguyên lý nền tảng thông qua các chuẩn mực quốc tế:

• Mô hình chất lượng phần mềm McCall (MCALL 1977): Đánh giá các khía cạnh vận hành, sửa đổi và thích ứng của phần mềm.
• Mô hình CMM / CMMI: Khung đánh giá mức độ trưởng thành năng lực trong quy trình phát triển và kiểm thử.
• Tiêu chuẩn ISO/IEC 9126: Hệ thống tiêu chuẩn quốc tế xác định các đặc tính chất lượng phần mềm.
• Tiêu chuẩn IEEE: Các hướng dẫn và định chuẩn kỹ thuật liên quan đến quy trình kiểm thử phần mềm.
• Khái niệm CI/CD: Tiếp cận phương pháp tích hợp liên tục và chuyển giao liên tục trong phát triển phần mềm hiện đại.

2. Phân loại cấp độ và kỹ thuật kiểm thử

Đồ án phân định rõ ràng các cấp độ kiểm thử trong vòng đời phát triển phần mềm và các kỹ thuật thiết kế ca kiểm thử:

Cấp độ kiểm thử	Mục tiêu chính	Đặc điểm và người thực hiện
Unit Testing (Kiểm thử đơn vị)	Kiểm tra tính đúng đắn của từng đơn vị mã nguồn nhỏ nhất (hàm, phương thức).	Do lập trình viên thực hiện; sử dụng các framework như JUnit, NUnit; hỗ trợ TDD.
Integration Testing (Kiểm thử tích hợp)	Kiểm tra sự tương tác và giao tiếp dữ liệu giữa các module sau khi tích hợp.	Sử dụng các chiến lược: top-down, bottom-up, big bang; đảm bảo luồng dữ liệu thông suốt.
System Testing (Kiểm thử hệ thống)	Đánh giá toàn bộ hệ thống hoàn chỉnh theo đặc tả yêu cầu chức năng và phi chức năng.	Do nhóm kiểm thử độc lập thực hiện; mô phỏng toàn diện hành vi người dùng.
Acceptance Testing (Kiểm thử chấp nhận)	Xác nhận phần mềm đáp ứng đầy đủ yêu cầu nghiệp vụ trước khi bàn giao.	Do khách hàng hoặc người dùng cuối thực hiện (Alpha Testing và Beta Testing).

Hệ thống kỹ thuật thiết kế kiểm thử được phân nhóm thành kiểm thử hộp đen và kiểm thử hộp trắng:

Nhóm kỹ thuật	Kỹ thuật kiểm thử	Nội dung và bản chất kỹ thuật
Kiểm thử hộp đen (Black Box Testing)	Phân vùng tương đương (Equivalence Partitioning)	Phân chia miền dữ liệu đầu vào thành các lớp hợp lệ và không hợp lệ để giảm thiểu số lượng ca kiểm thử.
	Phân tích giá trị biên (Boundary Value Analysis)	Kiểm tra các giá trị tại biên và lân cận biên của tập dữ liệu đầu vào, nơi có xác suất lỗi cao.
	Bảng quyết định (Decision Table Testing)	Xây dựng ma trận điều kiện và hành vi tương ứng để bao phủ các tổ hợp logic phức tạp.
	Đoán lỗi (Error Guessing)	Khai thác kinh nghiệm của kiểm thử viên để dự đoán các tình huống lỗi tiềm ẩn.
	Kiểm thử chuyển trạng thái (State Transition Testing)	Kiểm tra phản ứng của hệ thống khi chuyển đổi giữa các trạng thái dựa trên sự kiện kích hoạt.
Kiểm thử hộp trắng (White Box Testing)	Kiểm thử dòng điều khiển (Control Flow Testing)	Phân tích các luồng thực thi lệnh trong chương trình để đảm bảo bao phủ các đường dẫn logic.
	Kiểm thử dòng dữ liệu (Data Flow Testing)	Theo dõi vòng đời của biến từ khi khởi tạo, gán giá trị đến khi sử dụng nhằm phát hiện bất thường.
	Kiểm thử điều kiện (Condition Testing)	Đánh giá tính đúng đắn của tất cả các biểu thức điều kiện logic trong mã nguồn.

3. Phương pháp nghiên cứu và tiến độ triển khai

Tác giả áp dụng phương pháp phân tích tài liệu đặc tả yêu cầu phần mềm (SRS), kết hợp phương pháp mô hình hóa hướng đối tượng bằng biểu đồ ca sử dụng (use case diagram), biểu đồ phân rã và biểu đồ hoạt động (activity diagram). Quy trình triển khai đồ án gồm 11 tuần cụ thể:

Giai đoạn (Tuần)	Công việc thực hiện	Nội dung chi tiết
Tuần 1	Tìm hiểu đề tài	Xác định tính cấp thiết, mục tiêu, phạm vi và phương pháp tiếp cận.
Tuần 2	Trình bày cơ sở lý thuyết	Nghiên cứu tổng quan kiểm thử, kiểm thử tự động, các mô hình framework và Robot Framework.
Tuần 3	Tìm hiểu hệ thống	Khảo sát hệ thống website thương mại điện tử cần áp dụng kiểm thử.
Tuần 4	Đặc tả phần mềm	Xây dựng tài liệu đặc tả yêu cầu chức năng và yêu cầu phi chức năng.
Tuần 5	Thiết kế yêu cầu kiểm thử	Xác định yêu cầu kiểm thử và lập tài liệu thiết kế kiểm thử (test design).
Tuần 6	Xây dựng ca kiểm thử	Thiết lập các bước thực hiện và chuẩn hóa định dạng ca kiểm thử phục vụ tự động hóa.
Tuần 7	Chuẩn bị dữ liệu kiểm thử	Thiết lập tập dữ liệu kiểm thử (test data) cho các kịch bản.
Tuần 8	Xây dựng framework	Lập trình các mô-đun đọc dữ liệu và ca kiểm thử từ tệp Excel.
Tuần 9	Xây dựng kịch bản kiểm thử	Ánh xạ từ khóa với hành vi ứng dụng và hoàn thiện kịch bản kiểm thử demo.
Tuần 10	Thực thi và báo cáo	Chạy kiểm thử tự động toàn diện và trích xuất báo cáo kết quả.
Tuần 11	Hoàn thành báo cáo	Biên soạn hoàn chỉnh thuyết minh đồ án và chuẩn bị bài trình chiếu bảo vệ.

---

Thiết kế và triển khai

Phần thiết kế và triển khai của đồ án tập trung vào việc hiện thực hóa một framework kiểm thử tự động hoàn chỉnh, từ kiến trúc mô hình đến áp dụng trên hệ thống thực nghiệm.

1. Kiến trúc framework kiểm thử hướng lai (Hybrid Testing Framework)

Tác giả lựa chọn mô hình kiểm thử hướng lai kết hợp giữa hai phương pháp:

• Kiểm thử hướng từ khóa (Keyword-Driven Testing): Trừu tượng hóa các thao tác giao diện thành các từ khóa nghiệp vụ bậc cao (bảng từ khóa kiểm thử), giúp kịch bản kiểm thử rõ ràng, dễ đọc và dễ bảo trì.
• Kiểm thử hướng dữ liệu (Data-Driven Testing): Tách biệt dữ liệu kiểm thử ra khỏi mã nguồn kịch bản, lưu trữ và quản lý tập trung trong các tệp bảng tính Excel. Kịch bản kiểm thử có thể lặp lại nhiều lần với các bộ dữ liệu khác nhau.
• Mô hình đối tượng trang (Page Object Model - POM): Đóng gói các phần tử giao diện (locators) và các thao tác trên từng trang thành các lớp/tệp đối tượng riêng biệt, giảm thiểu tác động khi giao diện người dùng thay đổi.

2. Công nghệ và môi trường thực thi

• Robot Framework: Framework kiểm thử mã nguồn mở, hoạt động dựa trên cấu trúc bảng từ khóa.
• SeleniumLibrary: Thư viện mở rộng của Robot Framework, hỗ trợ điều khiển các trình duyệt web và tương tác với các phần tử HTML/DOM.
• Tệp Excel (.xlsx): Phương tiện lưu trữ danh sách ca kiểm thử và dữ liệu đầu vào.
• Trình duyệt Web: Môi trường thực thi kịch bản kiểm thử tự động tương tác với website Zakka Naturals.

3. Đặc tả hệ thống thực nghiệm (Zakka Naturals)

Hệ thống áp dụng kiểm thử là website thương mại điện tử Zakka Naturals. Tác giả tiến hành phân tích và mô hình hóa chi tiết các phân hệ chức năng:

• Chức năng Đăng ký (Register): Kiểm tra quá trình nhập thông tin cá nhân, xử lý dữ liệu hợp lệ và bắt lỗi khi vi phạm quy tắc dữ liệu.
• Chức năng Đăng nhập (Login): Kiểm tra xác thực tài khoản người dùng với các trường hợp dữ liệu đúng, sai mật khẩu hoặc để trống trường thông tin.
• Chức năng Tìm kiếm (Search): Kiểm tra khả năng truy vấn sản phẩm theo tên, danh mục và từ khóa.
• Chức năng Xem thông tin sản phẩm (Product Detail): Kiểm tra hiển thị hình ảnh, giá cả, thành phần và thuộc tính chi tiết của sản phẩm.
• Chức năng Quản lý giỏ hàng (Cart Management): Kiểm tra thao tác thêm sản phẩm, điều chỉnh số lượng sản phẩm, cập nhật tổng giá trị giỏ hàng và xóa sản phẩm.
• Chức năng Đặt hàng (Checkout): Kiểm tra quy trình nhập thông tin nhận hàng, lựa chọn phương thức thanh toán và hoàn tất đơn hàng theo sơ đồ chuyển đổi trạng thái.

4. Quy trình thiết kế kịch bản và thực thi kiểm thử

Quy trình kiểm thử tự động được chuẩn hóa qua 5 bước liên hoàn:

1. Thiết kế test design tổng quan: Xác định phạm vi kiểm thử từ yêu cầu phần mềm (SRS).
2. Xây dựng ca kiểm thử: Thiết kế các bước thực hiện chi tiết cho từng chức năng dựa trên kỹ thuật phân tích biên, phân vùng tương đương và bảng quyết định.
3. Chuẩn bị dữ liệu kiểm thử: Lập bảng dữ liệu kiểm thử trong Excel gồm các giá trị hợp lệ, không hợp lệ, dữ liệu biên.
4. Viết kịch bản kiểm thử (Test scripts): Sử dụng các từ khóa của Robot Framework kết hợp SeleniumLibrary để hiện thực hóa các bước kiểm thử.
5. Thực thi và báo cáo kết quả: Framework tự động thực thi kịch bản trên trình duyệt, tự động chụp ảnh màn hình khi xuất hiện lỗi (failure), ghi nhận log thực thi chi tiết (log.html) và báo cáo tổng quan (report.html).

---

Nội dung chính theo từng chương

CHƯƠNG 1: MỞ ĐẦU

Chương 1 thiết lập nền tảng định hướng cho toàn bộ nghiên cứu. Tác giả làm rõ lý do chọn đề tài xuất phát từ nhu cầu kiểm thử tự động hóa trên các nền tảng thương mại điện tử; công bố mục tiêu tổng quát và 5 mục tiêu cụ thể; xác định đối tượng nghiên cứu (framework kiểm thử hướng lai và website Zakka Naturals); xác định phạm vi không gian và thời gian (từ tháng 3/2025 đến tháng 6/2025). Chương 1 cũng trình bày Bảng 1-1 về tiến độ thực hiện gồm 11 tuần và 5 phương pháp tiếp cận kỹ thuật chính (nghiên cứu tiêu chuẩn chất lượng, khảo sát thực tế, áp dụng kỹ thuật kiểm thử chức năng, khai thác Robot Framework/SeleniumLibrary, thiết kế kiến trúc Page Object Model).

CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN VỀ KIỂM THỬ PHẦN MỀM VÀ MÔ HÌNH KIỂM THỬ SỬ DỤNG ROBOT FRAMEWORK

Chương 2 cung cấp hệ thống cơ sở lý thuyết toàn diện về kỹ thuật kiểm thử:

• Định nghĩa khái niệm và 4 mục đích chính của kiểm thử phần mềm (phát hiện lỗi sớm, đảm bảo chất lượng, xác nhận tính đúng đắn, tăng độ tin cậy của hệ thống).
• Trình bày 4 cấp độ kiểm thử phần mềm thông qua Bảng 2-1 (Unit Testing, Integration Testing, System Testing, Acceptance Testing).
• Tổng hợp các kỹ thuật kiểm thử qua Bảng 2-2, phân tách rõ 5 kỹ thuật kiểm thử hộp đen và 3 kỹ thuật kiểm thử hộp trắng.
• Khái quát quy trình kiểm thử tự động, phân tích ưu nhược điểm của kiểm thử tự động qua Bảng 2-3 và các tình huống phù hợp áp dụng.
• Phân tích các mô hình framework kiểm thử tự động: Modular Testing Framework, Data Driven Testing Framework, Keyword Driven Testing Framework, Hybrid Testing Framework và Behavior Driven Development (BDD) Framework.
• Phân tích sâu về Robot Framework: đặc điểm nổi bật, hệ sinh thái, các thư viện mở rộng phổ biến và tổng hợp các ưu điểm của Robot Framework trong kiểm thử hướng chức năng qua Bảng 2-4.

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ, TRIỂN KHAI VÀ THỰC THI KIỂM THỬ

Chương 3 là phần cốt lõi của đồ án, tập trung vào triển khai thực nghiệm:

• Trình bày tài liệu đặc tả hệ thống website Zakka Naturals với Bảng 3-1 (Yêu cầu chức năng) và Bảng 3-2 (Yêu cầu phi chức năng). Tác giả chi tiết hóa các luồng nghiệp vụ thông qua biểu đồ ca sử dụng, biểu đồ phân rã và biểu đồ hoạt động cho 6 chức năng: Đăng nhập, Đăng ký, Tìm kiếm, Xem thông tin sản phẩm, Quản lý giỏ hàng, Đặt hàng.
• Thiết kế và triển khai cấu trúc framework: xây dựng kiến trúc Hybrid kết hợp POM, lập trình mô-đun đọc dữ liệu/test case từ Excel, chuẩn hóa Bảng 3-3 (Bảng từ khóa kiểm thử).
• Thực hiện quy trình thiết kế và thực thi kiểm thử: xây dựng tài liệu thiết kế ca kiểm thử (test design), biên soạn kịch bản kiểm thử (test scripts), chuẩn bị dữ liệu đầu vào.
• Thực thi kịch bản kiểm thử trên hệ thống và ghi nhận kết quả qua hệ thống báo cáo (Báo cáo tổng quan chức năng Tìm kiếm, Đăng nhập, Thêm sản phẩm vào giỏ hàng; Log chi tiết; Test report tổng thể của dự án).

KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN

Phần này tổng kết toàn bộ kết quả nghiên cứu của đồ án, chỉ ra các hạn chế kỹ thuật hiện tại và vạch ra định hướng hoàn thiện trong các giai đoạn tiếp theo.

---

Kết quả và đóng góp

Căn cứ vào nội dung và tài liệu thực nghiệm trong văn bản đồ án, các kết quả và đóng góp cụ thể bao gồm:

1. Kết quả chính đạt được

• Hoàn thành thiết kế và hiện thực framework: Xây dựng thành công framework kiểm thử tự động hướng chức năng theo mô hình lai (Hybrid Testing Framework) trên nền tảng Robot Framework kết hợp SeleniumLibrary.
• Tổ chức và quản lý dữ liệu kiểm thử linh hoạt: Hiện thực cơ chế tách biệt kịch bản và dữ liệu, cho phép quản lý toàn bộ ca kiểm thử và dữ liệu kiểm thử thông qua tệp Excel, nâng cao khả năng cấu hình và tái sử dụng.
• Tự động hóa các luồng nghiệp vụ trọng yếu: Xây dựng bộ từ khóa nghiệp vụ và kịch bản tự động hóa hoàn chỉnh cho các chức năng cốt lõi của website thương mại điện tử Zakka Naturals: Đăng ký tài khoản, Đăng nhập hệ thống, Tìm kiếm sản phẩm, Xem chi tiết sản phẩm, Quản lý giỏ hàng (thêm sản phẩm, cập nhật số lượng) và Đặt hàng.
• Hệ thống báo cáo và nhật ký tự động: Trích xuất tự động báo cáo kiểm thử trực quan (test report) và nhật ký thực thi chi tiết (log execution), hỗ trợ bắt lỗi bằng chụp ảnh màn hình tại thời điểm phát sinh ngoại lệ, giúp theo dõi chính xác kết quả kiểm thử.

2. Đóng góp về mặt giải pháp kỹ thuật

• Chuẩn hóa quy trình thiết kế kiểm thử tự động từ khâu phân tích yêu cầu (SRS), mô hình hóa use case, thiết kế test design, chuẩn bị dữ liệu đến sinh mã kịch bản từ khóa.
• Chứng minh tính khả thi và hiệu quả của việc kết hợp Robot Framework với mô hình Page Object Model trong việc giảm thiểu sự phụ thuộc vào thay đổi giao diện, giúp kịch bản kiểm thử dễ bảo trì hơn so với kịch bản mã cứng (hard-coded scripts).

---

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

1. Hạn chế của đề tài

Theo ghi nhận trong phạm vi và nội dung đồ án:

• Phạm vi kiểm thử chức năng còn giới hạn: Kịch bản kiểm thử tự động mới chỉ tập trung bao phủ các luồng nghiệp vụ chính yếu (đăng ký, đăng nhập, tìm kiếm, giỏ hàng, đặt hàng), chưa bao quát toàn bộ tất cả các tính năng phụ trợ hoặc phân hệ quản trị (Admin) của website Zakka Naturals.
• Phụ thuộc vào giao diện người dùng (UI): Mặc dù đã áp dụng Page Object Model, các kịch bản kiểm thử vẫn có nguy cơ bị ảnh hưởng khi giao diện website thay đổi cấu trúc định vị phần tử (locators) ở quy mô lớn, đòi hỏi phải cập nhật lại định vị thủ công.

2. Hướng phát triển của đề tài

Văn bản đồ án xác định rõ các hướng mở rộng:

• Tích hợp vào đường ống CI/CD (Continuous Integration / Continuous Delivery): Kết nối framework với các công cụ CI/CD để tự động kích hoạt kiểm thử hồi quy (regression testing) mỗi khi có bản cập nhật mã nguồn mới.
• Tích hợp mô-đun Trí tuệ nhân tạo (AI): Nghiên cứu ứng dụng AI nhằm hỗ trợ nhận diện tự động những thay đổi trên giao diện người dùng, tự động điều chỉnh bộ định vị phần tử và hỗ trợ sinh ca kiểm thử tự động (automatic test case generation).
• Mở rộng độ phủ kiểm thử: Bổ sung các kịch bản kiểm thử cho các luồng nghiệp vụ phức tạp hơn và các trường hợp biên nâng cao trên toàn bộ hệ thống.

---

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu kỹ thuật có giá trị thực tiễn cao đối với nhiều nhóm đối tượng trong lĩnh vực công nghệ thông tin:

• Sinh viên ngành Kỹ thuật phần mềm và Công nghệ thông tin: Tài liệu hữu ích cho sinh viên chuyên ngành Kiểm thử và Đảm bảo chất lượng phần mềm tham khảo cấu trúc một đồ án tốt nghiệp chuẩn mực, cách phân tích use case, thiết kế ca kiểm thử hộp đen và xây dựng framework tự động.
• Kỹ sư kiểm thử tự động (Automation Test Engineer): Phần kiến trúc framework (mô hình Hybrid kết hợp Robot Framework, SeleniumLibrary, tệp Excel và Page Object Model) cung cấp mẫu thiết kế thực tế để triển khai các dự án kiểm thử web trong môi trường doanh nghiệp.
• Người nghiên cứu các đề tài tương tự: Cung cấp tài liệu tham khảo chi tiết về cách lập kế hoạch kiểm thử 11 tuần, xây dựng bảng từ khóa (keyword table), tổ chức test data và xử lý báo cáo kiểm thử tự động.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Đề tài áp dụng framework kiểm thử vào hệ thống phần mềm cụ thể nào?

Đề tài áp dụng framework kiểm thử tự động trực tiếp trên website thương mại điện tử Zakka Naturals – một nền tảng bán lẻ trực tuyến chuyên cung cấp các sản phẩm chăm sóc sức khỏe và làm đẹp có nguồn gốc thiên nhiên.

2. Mô hình kiến trúc kiểm thử tự động nào được tác giả lựa chọn xây dựng?

Tác giả xây dựng framework theo mô hình Hybrid Testing Framework (kiểm thử hướng lai), kết hợp giữa Keyword-Driven Testing (kiểm thử hướng từ khóa) và Data-Driven Testing (kiểm thử hướng dữ liệu), đồng thời tổ chức mã nguồn theo mô hình Page Object Model (POM) để tối ưu khả năng bảo trì.

3. Dữ liệu kiểm thử và ca kiểm thử được quản lý bằng phương tiện gì?

Toàn bộ danh sách ca kiểm thử (test case) và dữ liệu kiểm thử (test data) đầu vào được lưu trữ và quản lý tập trung trong các tệp bảng tính Excel (.xlsx), giúp tách biệt dữ liệu khỏi mã kịch bản và thuận tiện trong việc cấu hình.

4. Những luồng chức năng nào của website Zakka Naturals đã được thiết kế kịch bản kiểm thử?

Đồ án đã thiết kế và triển khai kịch bản kiểm thử tự động cho 6 chức năng nghiệp vụ trọng yếu: Đăng ký, Đăng nhập, Tìm kiếm sản phẩm, Xem thông tin chi tiết sản phẩm, Quản lý giỏ hàng (thêm, sửa số lượng) và Đặt hàng / Thanh toán.

5. Tác giả đề xuất hướng nghiên cứu tiếp theo nào để nâng cao năng lực của framework?

Tác giả định hướng hai nội dung nâng cấp chính: tích hợp framework vào quy trình phát triển CI/CD để tự động hóa kiểm thử liên tục, và nghiên cứu tích hợp mô-đun AI hỗ trợ tự động nhận diện thay đổi giao diện cũng như tự động sinh kịch bản kiểm thử.

---

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Phát triển framework kiểm thử tự động hướng chức năng cho ứng dụng Web sử dụng Robot Framework" của sinh viên Nguyễn Thùy Dung đã hoàn thành trọn vẹn mục tiêu nghiên cứu và hiện thực hóa giải pháp kiểm thử phần mềm tự động. Bằng việc kết hợp Robot Framework, SeleniumLibrary với mô hình Hybrid Testing và quản lý dữ liệu qua Excel, tác giả đã xây dựng được một khung kiểm thử có cấu trúc khoa học, dễ bảo trì và áp dụng thành công trên website thương mại điện tử Zakka Naturals. Công trình cung cấp minh chứng rõ nét về quy trình thiết kế, thực thi và báo cáo kiểm thử tự động, đồng thời mở ra định hướng phát triển thiết thực khi tích hợp vào đường ống CI/CD và ứng dụng trí tuệ nhân tạo trong kiểm thử phần mềm tương lai.

Trích đoạn nội dung tài liệu

MỞ ĐẦU Trong thời đại số hiện nay, kiểm thử phần mềm đóng vai trò then chốt trong việc đảm bảo chất lượng sản phẩm trước khi triển khai đến người dùng cuối. Việc ứng dụng kiểm thử tự động đang trở thành xu hướng phổ biến nhằm rút ngắn chu kỳ phát triển và tăng tính chính xác trong quá trình kiểm thử. Trong đó, Robot Framework nổi bật như một công cụ kiểm thử tự động mã nguồn mở mạnh mẽ, hỗ trợ viết test case dễ hiểu và mở rộng linh hoạt. Chương này trình bày bối cảnh, lý do thực hiện đề tài, các mục tiêu tổng quát và cụ thể, đối tượng và phạm vi nghiên cứu, nội dung triển khai cũng như phương pháp tiếp cận được sử dụng trong suốt quá trình thực hiện đồ án.

Đây là nền tảng quan trọng định hướng toàn bộ nội dung và phương pháp luận của đề tài. Lý do chọn đồ án Xuất phát từ sự phát triển mạnh mẽ của kiểm thử tự động trong lĩnh vực công nghệ phần mềm, nhu cầu xây dựng các giải pháp kiểm thử hiệu quả, linh hoạt và dễ mở rộng ngày càng trở nên quan trọng. Kiểm thử tự động không chỉ giúp giảm thiểu rủi ro sai sót trong quá trình phát triển phần mềm mà còn góp phần tiết kiệm thời gian và chi phí, đặc biệt khi ứng dụng vào các hệ thống có tính chất lặp lại cao như các trang web thương mại điện tử. Trong bối cảnh đó, tôi lựa chọn thực hiện đề tài "Phát triển framework kiểm thử tự động hướng chức năng cho ứng dụng web sử dụng Robot Framework".

Framework được xây dựng hướng đến việc tự động hóa các kịch bản kiểm thử chức năng thông qua Robot Framework – một công cụ kiểm thử mã nguồn mở, hỗ trợ viết test case theo dạng từ khóa dễ đọc, dễ bảo trì và tương thích tốt với nhiều thư viện mở rộng. Phương pháp kiểm thử được lựa chọn là kiểm thử hướng chức năng, tập trung vào việc đảm bảo các chức năng của hệ thống hoạt động đúng như mong đợi từ góc nhìn người dùng. Tôi cũng sử dụng kỹ thuật kiểm thử hướng từ khóa (keyword-driven testing) để tổ chức kịch bản kiểm thử theo từng bước cụ thể, dễ tái sử dụng và bảo trì. 14 Phát triển framework kiểm thử tự động hướng chức năng cho ứng dụng Web sử dụng Robot Framework Dữ liệu kiểm thử và kịch bản kiểm thử được quản lý qua file Excel, giúp framework dễ dàng cấu hình và mở rộng theo nhu cầu thực tế.

Việc áp dụng framework kiểm thử này vào website Zakka Naturals – một trang thương mại điện tử với nhiều tính năng tương tác phức tạp – không chỉ giúp tôi đánh giá khả năng áp dụng của framework trong thực tế, mà còn tạo điều kiện để tôi rèn luyện kỹ năng phân tích, thiết kế và triển khai các giải pháp kiểm thử chuyên nghiệp. Đồng thời, đây cũng là cơ hội để tôi cải tiến và hoàn thiện framework nhằm đáp ứng tốt hơn các yêu cầu kiểm thử trong môi trường phát triển phần mềm hiện đại. Mục tiêu của đồ án 1.1 Mục tiêu tổng quát Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu, thiết kế và phát triển một framework kiểm thử tự động hướng chức năng dành cho ứng dụng web, nhằm nâng cao hiệu quả, độ chính xác và tính nhất quán trong quá trình kiểm thử phần mềm. Framework này được xây dựng với mục tiêu tự động hóa toàn bộ quy trình kiểm thử chức năng, từ việc thực thi các kịch bản kiểm thử đến thu thập và phân tích kết quả, từ đó giảm thiểu sự phụ thuộc vào thao tác thủ công và hạn chế rủi ro do con người gây ra.