使用​现成​的​LRU​测试​技术,​最大限度​地​降低​进度​风险

概览

线路​可​更换​单元​(LRU)​测试​系统​的​生命​周期​和​操作​由​航空​航天​项目​周期​决定。​无数​航空​航天​LRU 测试​仪​仍在​使用​中,​因为​项目​并​没有​包含​相应​的​预算​和​时间​来​更新​和​扩展​已​部署​系统​功能。​当​测 试​架构​无法​满足​所有​测试​要求​时,​很​难​要求​对​现有​解决​方案​进行​更改,​因为​项目​必须​权衡​更改​对 进度​和​成本​的​影响。​这​导致​数​十年前​的​测试​系统​仍在​运行,​几乎​没有​任何​技术​更新。​推迟​测试​基 础​设施​的​升级​会​导致​技术​风险​积累,​因为​每次​推迟​都会​增加​与​后​续​项目​升级​相关​的​成本​和​风险, 但​这​一​现象​在​整个​行业​中​却​是​非常​普遍​的。​缺乏​技术​支持​可能​会​限制​航空​航天​项目​满足​其​测试 和​质量​要求​的​能力,​当然​也​会​阻碍​其​创新​和​竞争​力。

​NI​及其​合作​伙伴​公司​致力​于​帮助​您​加速​航空​LRU​测试​系统​的​开发​过程,​使​您​可以​专注​于​更​重要​的 事情 - 利用​您​独​有​的​专业​知识​来​生产​更好​的​产品。


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通过​HIL​模拟​器​降低​成本、​提高​测试​范围

内容

测试​架构​的​内部​工作​原理

航空​航天​项目​负责​人​主要​关注​的是​满足​客户​要求​并​防止​任何​质量​缺陷,​而不是​其​测试​架构​的​内部​工作​原理。​从​企业​角度​来说,​质量​测试​涉及​优​化​基于​模型​的​设计、​提高​测试​自动​化​程度、​在​生命​周期​的​各个​阶段​之间​共享​通用​架构​以及​需求​跟踪。​但​通常​情况​下,​这些​流程​改进​需要​对​底层​测试​基础​架构​进行​现代​化​改造,​因而​通常​会​舍弃​流程​优​化,​以​使​项目​基本​元素​(比如​引​脚​测试)​可以​顺利​完成​来​确保​项目​进度。

为了​将​注意力​集中​在​产品​质量​上,​测试​架构​需要​足够​灵活,​以​允许​从​一个​项目​到​另​一个​项目​的​连续​过渡。​与​之​矛盾​的是,​迁移​到​这种​类型​的​架构​必须​在​单​个​项目​中​进行。​计划​外​的​资本​预算​通常​很少,​并且​升级​需求​往往会​出现​在​项目​最​害怕​有​风险​的​时候。​任何​前进​路线​都​需要​清楚​地​了解​项目​的​主要​成本、​风险​和​进度​推动​因素。​测试​系统​设计、​点对点​布线​和​测试​适​配​器​开发​等​因素​都​对于​构​建​功能​性​测试​系统​至​关​重要。​但​这些​因素​并不​一定​有助​于​提高​产品​质量。​图​1​中​显示​了​这些​因素​在​许多​航空​航天​公司​的​典型​百分比。

 

 图​1:构​建​和​部署​新的​LRU​测试​系统​需要​对​前期​成本、​开发​时间​和​风险​接受​度​进行​权衡。​当今​部署​的​LRU​测试​仪​通常​是​高度​定制​的,​并且​需 要​较​长​的​开发​周期,​这​两者​都​给​确保​项目​进度​带来​重大​风险。

 

硬件​通常​占​总​成本​的​不到​四分之一,​而​设计​和​构​建​的​人工​对​预算​和​进度​的​影响​最大。​根据​典型 数据,​每​个​I/​O​引​脚​的​成本​大约是​800​到​1000​美元,​并且​需要​8​到​12​个​月​的​开发​时间,​具体​取决​于​系 统​的​规模。​如果​要​改进,​必须​同时​考虑​成本​和​时间。

不同​公司​的​LRU​测试​系统​之间​其实​有​大量​技术​是​重叠​的。​如果​将​这些​常见​的​系统​组​件​转移​到​现 成​的​组​件​上,​就​可以​自由​地​开发​测试​系统​独特​的​部分,​只有​这样​才能​大大​增强​测试​能力。


 

         

"使用​NI SLSC​系统​进一步​帮助​我们​实现​目标,​将​注意力​集中​在​构​建​HIL​测试​系统 和​测试​台上,​而不是​开发​先进​的​硬件。" 

— Anders Tunströmer, 萨​博​航空

       

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LRU​测试​系统​的​共性

一个​基本​的​LRU​测试​系统​由​一个​待​测​单元​连接​到​一个​大规模​互​连接​口​组成,​大规模​互​连接​口​连接 到​一个​模拟​I/​O,​该​模拟​I/​O​由​执行​飞机​模拟​的​测试​执行​程序​驱动。​您​可以​自​定义​此​设置,​为​传感器 仿真​和​特定​负载​添加​信号​调理,​这些​负载​需要​由​LRU​驱动​并且​需要​插入​故障​以便​进行​软件​测试。​您​还​可以​在​软件​测试​时​添加​故障​插入。​集成​实验​测试​涉及​连​接受​控​的​实际​设备​以 及​控制​LRU,​并且​需要​在​实际​和​仿真​设备​之间​进行​切换。​并且​需要​在​实际​和​仿真​设备​之间​进行​切 换。​其他​定制​可能​需要​使用​外接​盒​来​进行​手​动​故障​插入、​信号​注入​和​重新​路​由,​另外​可能​还​需要 感应​线​来​准确​了解​LRU​在​测试​的​所有​阶段​所​看到​的​内容。​感应​线​可能​意味​着​需要​进行​仪器​级​测 量。​感应​线​可能​意味​着​需要​进行​仪器​级​测量。

 

图​2:典型​的​LRU​测试​系统​包括​I/​O​仪器、​信号​调理、​故障​插入、​感应​和​开关​线,​实际​和​模拟​激励​信号、​大规模​互​连、​外接​盒​和​电缆​线​束、​实际​执 行​器​和​待​测​LRU。

 

过去,​NI​通过​将​此​配置​的​测量​和​模拟​组​件​集成​到​测量​和​计算​平台​来​帮助​客户。​但是,​这​并​未​解决 信号​路​由​组​件​仍然是​影响​成本​和​进度​的​主要​因素​这​一​问题。​如果​按照​行业​标准​的​每​个​线​端​3​分钟,​每周​技术​人员​的​人工​费​率、​设施​和​监督​的​全职​等效​(FTE)​成本​是​5000​美元,​则​系统​每​小时​每​I/​O​引​脚​的​成本​约​为​125​美元。​一个​600​针​系统​需要​15​周​左右​的​开发​时间​和​75,000​美元​的​成本。​这​还是​没有​任何​设计​变更​的​情况。​因此,​实际​成本​可能​会​高​得​多。

​每​个​LRU​测试​系统​都是​在​这​一​基本​配置​上​进行​少量​改​动。​那么​为什么​整个​行业​广泛​使用​的​系统​会​有​如此​多​的​定制​设计​和​布线​呢?​也许​这​可以​算作​商业​成本。​但​如果​可以​不用​这样​呢?

 

自由​地​运用​您​的​专业​知识

I​正在​挑战​行业​的​现状,​因为​信号​的​处理​只能​像​LRU​测试​一样​遵循​特定​模式。​通过为PXICompactRIO测量​平台​添加​NI的开关、​负载​和​信号​调理​(SLSC)模​块,​您​可以​采用​标准​的​模拟​和​数 字​I/​O​类型,​并​转换​和​操作​信号​路径,​以​实现​LRU​验证​架构​核心​所需​的​在​线​功能。

 

 图​3:NI​开发、​负载​和​信号​调理​平台​扩展​了​PXI​和​CompactRIO​仪器​平台,​可​进一步​完善​LRU​测试​系统。​NI SLSC​平台​包括​信号​调理、​故障​插入、​感应​和​开关​线路,​用于​将​信号​传输​给​I/​O​仪器。

 

为了​减少​定制​需求,​NI​为​许多​最​常见​的​信号​类型​提供​了​解决​方案。​一些​主要​解决​方案​包括​高压​数字​波形​信号、​电阻​传感器​仿真、​ARINC 429​和​MIL-​STD 1553​板​卡。​其中​许多​板​卡​由​具有​该​领域​专业​知识​的​合作​伙伴​公司​开发​而​成,​即​Bloomy Controls​和​SET,​目 的是​让​这些​板​卡​可以​满足​大​多数​I/​O​需求。​但是,​任何​供应​商都​无法​完全​了解​您​的​测试​要求,​因 此​可能​需要​进行​一些​自​定义。​借助​NI​开放​灵活​的​平台,​您​可以​使用​NI​模​块​开发​套​件​设计​自己​的 SLSC​卡。​该​套​件​提供​了​您​自​定义​与​SLSC​生态​系统​其余​部分​兼容​的​电路​所需​的​所有​详细​信息。​或 者,​NI​合作​伙伴​也可以​为​您​开发​定制​板​卡。​完成​该​操作​后,​您​就​拥有​与​SLSC​生态​系统​其余​部分​兼 容​的​现成​产品。​所有​SLSC​卡​都​具有​相同​的​44​针​D-​SUB​连接​器,​具有​相同​的​引​脚​排列,​因而​减少​了 接​线​盒​之间​点对点​布线​的​需要。​您​还​可以​使用​标准​接口​面板​替换​接​线​盒,​以​将​信号​连接​到​执行 器、​电缆​线​束​和​LRU。

 

 图​4:借助​NI SLSC​和​PXI​平台、​标准​化​布线​和​接口​面板​以及​通用​测试​机​架​组​件,​NI​可以​提供​现成​的​测试​系统,​取代​传统​或​定制​的​LRU​测试​系统​组​件。

 

使用​此​方法,​您​可以​将​自​定义​设计​替换​为​基于​现成​组​件​的​配置。​这​可能​无法​涵​盖​系统​的​所有​信号,​但​可以​避免​构​建​自​定义​解决​方案​相关​的​大部分​时间、​成本​和​风险。​Bloomy Controls​等​NI​合 作​伙伴​可以​提供​现成​即​用​的​机​架。​我们​的​LRU​测试​仪​可以​让​您​轻松​进行​自​定义,​也可以​根据​您​的​规范​为​您​量​身​定制,​并​由​我们​的​合作​伙伴​预先​配置​好​软件​开发​起点。​这些​即​用​型​测试​架构​只需​很少​量的​定制​设计​和​NRE,​可​缩短​交付​时间,​同时​也​仍然是​NI​开放​灵活​平台​的​一部分,​这​意味​着​您​可以​修改​系统​并且​受限于​黑​匣子​解决​方案。​这些​即​用​型​测试​架构​只需​很少​量的​定制​设计​和​NRE,​可​缩短​交付​时间,​同时​也​仍然是​NI​开放​灵活​平台​的​一部分,​这​意味​着​您​可以​修改​系统​并且​受限于​黑​匣子​解决​方案。

 

 图​5:NI HIL​仿真​仪​使用​COTS​机​架​组​件​进行​集成,​包括​可​编​程​电源、​电源​基础​设施、​HMI​和​19​寸​机​架。

 

NI HIL​仿真​仪​的​优势

为了​增强​LRU​测试​系统,​您​必须

  • 所有​更改​必须​在​一个​项目​周期​内​完成
  • 降低​NRE​成本​或​维持​不变
  • 点对点​布线​必须​移​至​测试​适​配​器,​而且/​或者​保持​不变
  • 最小​化​所有​变更​成本,​并且​证明​与​调​试​系统​相关​的​成本​是​合理的

通过​使用​现成​组​件​替换​定制​工程​解决​方案,​您​可以

  • 通过​更高​比例​的​COTS​组​件,​降低​高达​23%​的​成本,​每​个​I/​O​引​脚​成本​仅​为​600​至​700​美元
  • 点对点​布线​移​至​测试​适​配​器,​不会​产生​任何​变化
  • 将​进度​影响​的​风险​降低​48%,​开发​周期​为​四​到​六个月
  • 将​维护​负担​交​由​第三​方​负责

通过​这种​方法,​您​可以​专注​于​需要​您​独特​专业​知识​的​领域。