借助​现成​即​用​的​LRU​测试​技术,​最大限度​降低​进度​风险

概览

LRU​测试​系统​的​生命​周期​和​操作​往往​取决​于​航空​航天​项目​的​周期。​航空​航天​项目​通常​使用​无数​个​航空​航天​LRU​测试​系统​来​进行​测试,​但​由于​项目​并​没有​预​留​相应​的​预算​和​时间​来​更新​和​扩展​已​部署​系统​的​功能,​因此,​当​测试​架构​无法​满足​所有​测试​要求​时,​就​很​难​对​现有​解决​方案​进行​更改。​这​导致​数​十年前​的​测试​系统​仍在​服役,​而且​几乎​没有​任何​技术​更新。​推迟​测试​基础​设施​的​升级​会​使得​技术​风险​不断​累积,​因为​每次​推迟​都会​导致​后​续​项目​升级​相关​的​成本​和​风险​增加,​但​这​一​现象​在​整个​行业​中​却​非常​普遍。​这种​技术​短​板​使得​航空​航天​项目​在​选择​能​满足​其​测试​和​质量​要求​的​方案​时​限制​重重,​进而​也​束缚​了​其​创新​和​竞争​能力。

 

NI​及其​合作​伙伴​致力​于​帮助​您​加速​航空​航天​LRU​测试​系统​的​构​建,​让​您​能够​专心​投入​重要​事宜,​利用​您​独​有​的​专业​知识,​生产​更​出色​的​产品。

内容

测试​架构​的​内部​工作​原理

航空​航天​项目​负责​人​通常​关注​的是​如何​满足​客户​要求,​防止​出现​任何​质量​缺陷,​而不是​其​测试​架构​的​内部​工作​原理。​但是​从​企业​角度​来看,​防止​质量​缺陷​就​需要​进行​测试,​这​就​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。​如果​要​改进​这些​过程,​就​需要​升级​底层​的​测试​基础​设施,​但是​通常​情况​下,​为了​按时​完成​项目​的​基本​任务​(如​引​脚​测试),​往往会​放弃​改进​这些​过程。

为了​始终​确保​高​产品​质量,​测试​架构​必须​足够​灵活,​才能够​持续​改进,​从而​满足​不同​项目​的​需求。​但​矛盾​的是,​迁移​到​这种​架构​必须​在​同​一个​项目​中​进行。​此外,​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。​因此,​在​推进​项目​之前,​必须​清晰​地​了解​项目​的​主要​成本、​风险​和​进度​推动​因素。​如果​要​构​建​功能​性​测试​系统,​通常​需要​考虑​测试​系统​设计、​点对点​布线​和​测试​适​配​器​开发​等​因素。​但​这些​因素​并不​一定​有助​于​提高​产品​质量。​图​1​显示​了​这些​因素​在​许多​航空​航天​项目​所​占​的​典型​百分比。

 

 图​1:要​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。​目前​使用​中的​LRU​测试​系统​通常​是​高度​定制​的,​并且​开发​的​周期​很​长,​给​项目​进度​带来​了​很大​风险。

 

而且​硬件​成本​通常​占​不到​总​成本​的​四分之一,​对​预算​和​进度​的​影响​最大​的​反而​设计​和​开发。​根据​典型​的​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。​要​想​取得​质​的​突破,​就​必须​同时​解决​成本​和​时间​问题。

不同​公司​的​LRU​测试​系统​采用​的​技术​其实​大同​小异。​如果​将​这些​系统​都有​的​组​件​变成​现成​的​组​件,​您​就​可以​专注​于​开发​测试​系统​中​您​擅长​的​独特​部分,​从而​大幅​提高​测试​能力。

LRU​测试​系统​的​共性

基本​的​LRU​测试​系统​包括​一个​连接​到​大规模​互​连接​口​的​待​测​设备​(UUT),​大规模​互​连接​口​连接​到​模拟​I/​O,​模拟​I/​O​则​由​执行​飞机​模拟​的​测试​执行​程序​驱动。​您​可以​定制​这​一​基本​配置,​为​传感器​仿真​和​需要​由​LRU​驱动​的​特定​负载​添加​信号​调理,​以及​注入​故障​来​进行​软件​测试。​此外,​集成​测试​需要​连接​真正​的​受​控​设备​并​控制​LRU,​同时​需要​在​真实​设备​和​仿真​设备​之间​切换。​其他​定制​工作​可能​包括​使用​中断​盒​来​实现​手​动​故障​注入、​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​各个​测试​阶段​所​看到​的​内容。​如果​使用​感应​线,​可能​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​注入、​感应​和​转换​线、​真实​和​仿真​激励​信号、​大规模​互​连、​中断​盒​和​线​缆线​束、​真实​的​执行​器,​以及​待​测​LRU。

 

过去,​NI​可以​帮助​客户​将​该​配置​的​测量​和​仿真​组​件​整合​到​一个​测量​和​计算​平台​中。​但​信号​路​由​组​件​仍是​影响​成本​和​进度​的​主要​因素,​此​问题​并​未​得到​解决。​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​完整​的​600​引​脚​系统​开发​需要​15​周​左右​的​时间,​成本​为​75,000​美元。​而且​该​成本​的​前提​条件​是不​出现​任何​设计​变更。​因此,​实际​的​成本​可能​会​更高。

​每​个​LRU​测试​系统​都​采用​这种​基本​配置,​只是​形式​略有​不同。​那么,​为什么​这样​一个​业​内​广泛​使用​的​系统​会​有​如此​多​的​定制​设计​和​布线​呢?​也许​这​就是​开展​业务​需要​付出​的​成本。​但是,​如果​我们​可以​改变​现状​呢?

 

自由​运用​您​的​专业​知识

目前​业​内的​信号​处理​只能​像​LRU​测试​一样​遵循​特定​模式,​而​NI​正在​挑战​这​一​行业​现状。​由于PXICompactRIO测量​平台​上​引入​了​NI开关​负载​信号​调理​(SLSC)附加​模​块,​因此​您​可以​采用​标准​的​模拟​和​数字​I/​O,​并​转换​和​操​控​信号​路径,​从而​实现​LRU​验证​架构​核心​所需​的​内​联​(inline)​功能。

 

 图​3:NI​开关​负载​信号​调理​平台​扩展​了​PXI​和​CompactRIO​仪器​平台,​进一步​完善​了​LRU​测试​系统。 NI SLSC​平台​包括​信号​调理、​故障​注入、​感应​和​转换​线​(转换​线​用于​将​信号​传输​到​I/​O​仪器)。

 

为了​避免​定制​需求,​NI​提供​了​许多​最​常见​信号​类型​的​解决​方案。​其中​值得一提​的是​高压​数字​波形​信号、​电阻​传感器​仿真,​以及​ARINC 429​和​MIL-​STD 1553​卡​的​应用。​这些​卡​中有​许多​出自于​拥有​丰富​的​领域​专业​知识​的​合作​伙伴​公司​(Bloomy Controls​和​SET)​之​手,​目的​是​满足​大​多数​I/​O​需求。​然而,​并非​所有​供应​商都​了解​您​的​测试​要求,​因此​可能​还是​需要​部分​功能​定制。​借助​NI​开放​灵活​的​平台,​您​可以​使用​NI​模​块​开发​套​件​自行​设计​SLSC​卡。​该​套​件​提供​了​定制​特殊​电路​所需​的​所有​详细​信息,​可​确保​与​SLSC​生态​系统​的​其余​部分​兼容。​或者,​NI​合作​伙伴​也可以​为​您​开发​定制​的​板​卡。​开发​完成后,​您​就​可以​高效​地​获得​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​引​脚​D-​SUB​连接​器,​具有​相同​的​引​脚​排列,​从而​减少​了​接​线​盒​之间​点对点​布线​需求。​接​线​盒​可以​使用​标准​接口​面板​替换,​以​将​信号​连接​到​执行​器、​线​缆线​束​和​LRU。

 

 图​4:通过​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​旧​的​或​定制​的​LRU​测试​系统​组​件。

 

使用​此​方法,​您​可以​将​定制​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​节省​大量​的​定制​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。​您​可以​自定​定制​LRU​测试​系统,​也可以​由​我们​的​合作​伙伴​预先​配置​好​软件,​然后​根据​您​的​需求​为​您​量​身​定制。​这些​即​用​型​测试​架构​只需​很少​量的​定制​设计​和​NRE,​因而​可​缩短​交付​时间,​但​同时​它们​也​属于​NI​开放​灵活​平台​的​一部分,​这​意味​着​您​可以​修改​系统,​而不​受限于​黑盒​解决​方案。

 

 图​5:NI HIL​模拟​器​通过​COTS​机​架​组​件​进行​集成,​其中​包括​可​编​程​电源、​电源​基础​设施、​HMI​和​19​寸​机​架​等。

 

NI HIL​模拟​器​的​优势

为了​增强​LRU​测试​系统 

  • 所有​更改​必须​在​一个​项目​周期​内​完成
  • NRE​成本​必须​降低​或​保持​不变
  • 点对点​布线​必须​移​至​测试​适​配​器,​而且​不能​有​任何​变更
  • 最大限度​降低​所有​变更​成本,​并且​证明​所有​与​调​试​系统​相关​的​成本​都是​合理的

通过​使用​现成​组​件​替换​定制​工程​解决​方案,​您​可以: 

  • 增加​系统​中​COTS​组​件​的​比例,​从而​降低​高达​23%​的​成本,​每​个​I/​O​引​脚​成本​可​降至​600​至​700​美元
  • 将​点对点​布线​移​至​测试​适​配​器,​不会有​任何​变更
  • 缩短​48%​的​开发​周期,​仅​为​四​到​六个月
  • 将​维护​工作​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。