搭建​多功能、​可​持续​且​兼容​范围​广​的​测试​解决​方案,​为​仪器​仪表​和​其他​航空​电子​设备​提供​各种​武器​系统​支持

Paul Pankratz,CACI

“CACI​基于​与​NI​的​合作​关系​及其​产品​质量,​选择​了​多种​NI​仪器​作为​其​CBATS​测试​系统​的​核心。​CACI​与​NI​相互​信赖,​共同​开发​经济​实惠​且​高​质量​的​可​持续​测试​解决​方案。”

- Paul Pankratz,​CACI

挑战:

CACI​是​主要​为​美国​国防​部​(DoD)​社区​提供​解决​方案​的​服务​提供​商,​发现​解决​方案​需要​具备​一些​较​旧​传统​测试​设备​的​测试​和​诊断​功能,​这种​设备​用于​修复​仓库​中的​武器​系统​组​件。 ​

解决​方案:

使用​现代​化​的​商用​技术​开发​自动​化​测试​系统,​以​取代​DoD​使用​的​传统​测试​系统;​针对​不可避免​的​报废​问题​进行​调整;​并​可能​使用​该​系统​来​替代​一系列​用于​支持​航空​电子​设备​和​其他​关键​武器​系统​组​件​的​单一​用途​传统​测试​系统。 ​

作者:

Paul Pankratz - CACI
​David Finnie - CACI

 

CACI​是​谁?

NI​银牌​联盟​伙伴CACI向​情报、​国防​和​联邦​公民​机构​客户​提供​信息​解决​方案​和​服务,​为​国家安全​任务​和​政府​转型​提供​支持。​CACI​在​财富​1000​强​公司​和​罗素​2000​指数​中​占据​一席之地,​为​全球​120​多个​办事​处的​约​14,900​名​员工​提供​充满​活力​的​工作​机会。

 

决策​过程

CACI​决定​开发​一个​测试​系统,​不仅​要​满足​DoD​近期​的​需求,​也要​满足​他们​未来​的​需求。​我们​的​目标​是​打造​一个​能够​长期​持续​为​武器​系统​提供​支持​的​测试​平台。​此外,​平台​设计​要​基于​商用​解决​方案,​不含​专用​硬件,​使​最终​用户​能够​自行​维护​系统​硬件,​而无​需​再次​联系​CACI​寻求​支持。

 

CACI​首先​考察​了​可能​适合​的​硬件​解决​方案​并​分析​了​其​生命​周期​中​特定​时间​点​使用​的​各种​技术,​意​在​选择​一种​已​投入​使用​足够​长​时间​的​技术,​以​确保​技术​的​成熟度,​但​这项​技术​还​要​处​在​其​生命​周期​的​较​早​阶段,​以​确保​在​未来​很多​年内​仍​可以​使用。

 

在​了解​了​市场​上​可能​适合​的​解决​方案​后,​CACI​决定​使用​我们​基于​PXI​架构​的​解决​方案,​因为​该​技术​具有​以下​关键​特性:

  • 占用​空间: CACI​希望​淘汰​的​许多​传统​测试​系统​都​位于​工作​台上。​为了​尽量​减少​对​车间​的​影响,​开发​一种​放置​在​工作​台上​的​测试​系统​来​代替​传统​系统​是​关键。
  • 丰富​的​供应​商​选择: 由于​卓越​的​仪器​开发​公司​均​采用​PXI​架构,​在​设计​测试​系统​时​有​众多​的​仪器​可供​选择。
  • 物超所值: CACI​还​意识​到,​维护​车间​预算​紧张,​他们​需要​在​满足​或​超出​传统​系统​测试​需求​的​同时​控制​成本。​因此,​CACI​致力​于​提供​功能​强大​同时​成本​又​低​的​解决​方案。​要​真正​控制​成本,​不仅​需要​注意​采购​价格,​还​应​考虑​建立​长期​支持​所需​的​成本,​包括​备件​和​设备​以及​持续​维护​和​校准​系统​的​人工​成本。

 

做出​采用​PXI​组成​结构​的​决定​后,​CACI​接​下来​将​重点​放在​了​仪器​选择​上。​PXI​的​优势​之一​是​可以​从​多个​供应​商​处​选择​各种​仪器​来​满足​特定​需求。​我们​按照​流程,​为​要​重新​托管​的​一​组​初始​终端​产品​确立​了​激励​和​响应​要求。​除了​评估​供应​商​的​仪器​功能​和​成本​外,​CACI​还​考虑​了​供应​商​的​某些​特​质,​包括​他们​如何​回应​用户​问题​以及​他们​在​行业​内的​声誉​等。

 

在​对​我们​进行​分析​和​市场​调查​后,​CACI​根据​我们​的​测试​要求​和​其​优越​的​性​价​比,​决定​使用​NI​技术​来​构​建​大部分​测试​解决​方案,​让​我们​来​控制​单位​成本。​NI​交货​时间​也​较​短,​不会​因为​等待​仪器​发​货​造成​长​时间​延迟,​使​我们​的​原型​开发​受到​影响。

 

原始​台式​测试​解决​方案​支持​的​仪器​较​少,​我们​最初​便是​根据​此​特点​为​其​命名,​但​后来​我们​和​我们​的​客户​开始​意识​到此​测试​系统​可以​服务​于​更​广泛​的​终端​产品,​因此​将​其​更名​为​通用​台式​自动​测试​装置​(CBATS)。

 

迄今​为止,​CACI​已经​开发​了​两​种​CBATS​型号:​101​和​201。​CBATS 101​是​最初​的​低成本​解决​方案,​在​二者​中​尺寸​较​小,​基于​8​插​槽​PXI​机​箱​而​构​建。​CBATS 201​在​两​个​系统​中​尺寸​较大,​基于​18​插​槽​PXI​机​箱​构​建,​具有​更​强大​的​测试​和​测量​功能。​我们​选择​了​以下​NI​组​件​作为​CBATS 201​的​核心​组​件:

NI PXI-1045 18​插​槽​3U PXI​机箱
NI PXI-8108 2.53 GHz​双​核​PXI​嵌入式​控制器
NI PXI-2532 512​交叉​点​矩阵​开关​模块
NI PXI-2568 中​功率​通用​SPST​继电器
NI PXI-4072 数字​万​用表
NI PXI-6221 16​位,​250 kS/​s,​16​路​模拟​输入
NI PXI-7852R 配有​Virtex-5 LX50 FPGA​的​多功能​RIO
NI PXI-5122 14​位​100 MS/​s​数字​化​仪​(与​两​个​TEGAM 4040A​放大器/​衰减​器​模​块​一起​使用)

CBATS 201​使用​PXI-2532​开关​矩阵​作为​管道,​将​各种​I/​O​信号​路​由​到​测量​仪器​(PXI-6221​和​PXI-4072)​中。​此外,​我们​整合​了三​个​PXI-2568​单​刀​单​掷​(SPST)​继电器​模​块,​将​内部​电源​和​信号​资源​路​由​到​外部​接口,​并​提供​用户​定义​的​开关​功能。​PXI-5122​数字​化​仪​与​两​个​TEGAM 4040A​放大器​模​块​结合​使用,​以​对​峰值​电压​高达​100 V​的​信号​进行​高速​分析。​PXI-7852R​现场​可​编​程​门​阵​列​(FPGA)​模​块​是​一个​软件​可​配置​的​设备,​用于​创建​任意​波形​和​锁​相信​号,​以及​异步​捕获​和​分析​数据。

 

软件​工具

在​CACI​开始​评估​用于​开发​系统​软件​组​件​和​测试​应用​程序​的​理想​工具​时,​我们​需要​遵循​一套​特定​的​标准。​我们​希望​尽可能​利用​我们​当前​员工​的​知识,​确保​所​选​工具​能够​无缝​协同​工作。​最后,​我们​希望​选择​能够​快速​高效​地​生成​所需​应用​程序​的​工具。

 

CACI​为​系统​软件​组​件​选择​了​NI LabWindows™/​CVI。​为了​将​硬件​与​测试​应用​程序​隔离​开​来,​CACI​创建​了​一个​硬件​抽象​层。​这种​方法​可​确保​在​仪器​报废​并​必须​更换​时​充分​减少​对​测试​应用​程序​的​影响。​LabWindows/​CVI​能够​提供​所需​的​功能,​CACI​对​此​感到​非常​满意,​并且​由于​设计​中​包含​了​许多​NI​仪器,​CACI​相信​软件​和​硬件​也可以​很好​地​集成​在一起。​如​遇到​集成​问题,​我们​只需​与​一个​供应​商​交涉​即可​解决。

 

CACI​在​CBATS​上​完成​的​许多​早期​测试​程序​集​(TPS)​软件​应用​程序​支持​飞行​舱​显示​控​件。​这些​系统​的​测试​和​诊断​的​关键​一​环​需要​维护​技术​人员​在​将​模拟​飞机​信号​注入​设备​时​对​正确​响应​进行​目​视​验证。​考虑​到​测试​的​可​视​性​和​操作​员​的​参与,​CACI​选择​了​NI LabVIEW图形​开发​环境​来​开发​CBATS​上​的​第一​组​TPS。​这些​终端​产品​通常​不需要​收集​参数​数据,​大​多数​测试​标准​都是​简单​的​通过/​失败​或​通过/​不​通过​两​种​结果。​采用​LabVIEW​的​一个​额外​好处​是,​相​对于​传统​编​程​语言,​TPS​的​开发​时间​大幅​缩短​了。

 

随着​重新​托管​的​TPS​类型​不断​变化,​我们​开始​为​需要​很少​或​不需要​操作​员​交互​的​航空​电子​设备​开发​TPS。​这些​TPS​通常​由​一系列​测试​组成,​这些​测试​会对​设备​施加​激励​并​测量​预期​响应。​对于​这种​类型​的​TPS,​CACI​选择​了​NI TestStand,​因为​它​可​助​我们​从头开始​快速​开发​新的​TPS。​在​我们​使用​NI TestStand​创建​TPS​的​TPS​开发​初期,​CACI​成功​开发​了​一个​重要​的​测试​功能,​并​在​约​三个月​后​将​其​用于​现场​测试​系统。​除了​快速​开发​TPS​之外,​NI TestStand​还​提供​了​几个​重要​的​功能,​例如​捕获​参数​数据​以​支持​创建​测试​数据​表。​NI TestStand​还与​LabVIEW​和​LabWindows/​CVI​无缝​集成,​因此​我们​可以​直接​调​用​使用​这些​工具​开发​的​软件,​而​不会​遇到​任何​问题。 

 

CACI​继续​将​这​三​种​软件​产品​与​CBATS​结合​使用。​通常,​我们​会​根据​待​测​项目​的​类型​来​确定​是​使用​LabVIEW、​LabWindows/​CVI​还是​NI TestStand。​一般​的​原则​是,​如果​操作​员​对​测试​而言​不可或缺,​例如​需要​视觉​反馈​或​调整​时,​CACI​会​选择​使用​LabVIEW。​如果​终端​产品​需要​一​组​已​定义​的​电气​输入​并​生成​可​收集​在​数据​表​中的​可​测量​输出,​并且​测试​需要​的​操作​员​输入​较​少​时,​CACI​会​选择​单独​使用​NI TestStand,​或​将​其​与​LabWindows/​CVI​或​LabVIEW​结合​使用。

 

结论​

CACI​意识​到​需要​为​维护​车间​开发​一种​灵活​且​价格​合理​的​测试​系统,​以​取代​不再​受​支持​的​传统​测试​系统,​而且​这种​需求​越​发​紧迫。​结果:​CBATS​现在​已​成为​适用​于​许多​DoD​台式​应用​的​主流​测试​解决​方案,​价格​极​具​优势。​其他​优势​还​包括​这些​仪器​对​大量​终端​产品​通用。​到​目前为止,​CBATS 101​或​CBATS 201​已经​取代​了​数​十种​涵​盖​数百​个​不同​零件​的​测试​系统。​作为​经​认可​的​DoD​标准​测试​系统​系列​(FOT)​产品,​CBATS​可能​会​持续​替换​传统​测试​系统,​并​为​满足​新的​测试​需求​奠定​基础。

 

CACI​基于​与​NI​的​合作​关系​及其​产品​质量,​选择​了​多种​NI​仪器​作为​其​CBATS​测试​系统​的​核心。​而且​我们​知道,​如果​出现​问题,​NI​工程​师​将​随时​为​我们​提供​帮助。​CACI​与​NI​相互​信赖,​共同​开发​经济​实惠​且​高​质量​的​可​持续​测试​解决​方案。

 

LabWindows​标志​经​Microsoft​公司​授权​使用。​Windows​是​Microsoft​公司​在​美国​和​其他​国家​和​地区​的​注册​商标。

 

作者​信息:

Paul Pankratz
CACI
​电话:​703-841-7800