CACA國(guó)際公司 Paul Pankratz，David Finnie

用于支持各種武器系統(tǒng)和其他航空電子設(shè)備

“CACI非常信賴NI的產(chǎn)品質(zhì)量，并與之建立了密切的合作關(guān)系，因而選擇了NI的多款儀器作為CBATS測(cè)試系統(tǒng)的核心。 CACI與NI相互信賴，共同合作開發(fā)價(jià)格合理的高質(zhì)量可持續(xù)測(cè)試解決方案?！?/p>

挑戰(zhàn)：

作為美國(guó)國(guó)防部(DoD)的解決方案服務(wù)提供商，CACI認(rèn)識(shí)到，部分用來維修倉(cāng)庫(kù)中武器系統(tǒng)組件的早期傳統(tǒng)測(cè)試設(shè)備已經(jīng)過時(shí)，需要開發(fā)一個(gè)能夠涵蓋這些設(shè)備測(cè)試和診斷功能的解決方案。

解決方案：

使用現(xiàn)代商用技術(shù)開發(fā)一套自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)來替代DoD目前正在使用的傳統(tǒng)測(cè)試系統(tǒng)；應(yīng)對(duì)不可避免的淘汰風(fēng)險(xiǎn)；潛在地使用該系統(tǒng)來替代以前各種支持航空電子設(shè)備和其他重要武器系統(tǒng)組件的單用途傳統(tǒng)測(cè)試系統(tǒng)。

CACI簡(jiǎn)介

CACI為美國(guó)情報(bào)局、國(guó)防部和聯(lián)邦文職客戶提供支持國(guó)家安全任務(wù)和政府轉(zhuǎn)型的信息解決方案和服務(wù)。作為財(cái)富1 000強(qiáng)公司之一和羅素2 000指數(shù)成員之一，CACI在全球設(shè)立了超過120個(gè)辦事處，為全球約14 900名員工提供充滿激情和活力的工作環(huán)境。

決策流程

CACI決定開發(fā)一個(gè)既可滿足美國(guó)國(guó)防部近期需求，也可滿足其未來長(zhǎng)期需求的測(cè)試系統(tǒng)。目標(biāo)是構(gòu)建一個(gè)與所支持的武器系統(tǒng)具有相同生命周期的測(cè)試平臺(tái)。此外，該設(shè)計(jì)將基于不包含專有硬件的商用解決方案，使最終用戶無需向CACI尋求支持即可維護(hù)系統(tǒng)硬件。

CACI首先調(diào)查了幾個(gè)潛在的硬件解決方案，并分析了每個(gè)方案生命周期中特定階段的不同技術(shù)。CACI決定選擇商用已久的技術(shù)以確?？煽啃?，同時(shí)該技術(shù)處于其生命周期的相對(duì)初期，以確保其在未來幾年內(nèi)仍然適用。

在仔細(xì)研究了市面上的潛在解決方案后，CACI決定以PXI架構(gòu)為基礎(chǔ)來開發(fā)測(cè)試解決方案，該技術(shù)具有以下關(guān)鍵特性：

(1)占用面積：CACI計(jì)劃替換的許多傳統(tǒng)測(cè)試系統(tǒng)都運(yùn)行在工作臺(tái)上。為了盡可能減少對(duì)工作車間的影響，其中一個(gè)關(guān)鍵目標(biāo)就是開發(fā)一個(gè)可以替代傳統(tǒng)系統(tǒng)且可放置在工作臺(tái)上的測(cè)試系統(tǒng)。

(2)眾多供應(yīng)商可選：由于頂尖的儀器開發(fā)者都已采用PXI架構(gòu)，因此在設(shè)計(jì)測(cè)試系統(tǒng)時(shí)有各種各樣的儀器可供選擇。

(3)超值組合：CACI還意識(shí)到，由于維護(hù)車間的預(yù)算緊張，因此達(dá)到或超出傳統(tǒng)系統(tǒng)的測(cè)試要求時(shí)還需要控制成本。因此，CACI致力于提供功能強(qiáng)大且價(jià)格合理的解決方案。該成本控制不僅是制定采購(gòu)價(jià)格的考慮因素之一，同時(shí)也是建立長(zhǎng)期支持的一個(gè)影響因素，其中包括備用零件和設(shè)備以及系統(tǒng)維護(hù)和校準(zhǔn)的人力資源。

決定采用PXI架構(gòu)后，CACI接下來要考慮的就是儀器的選擇。PXI的優(yōu)勢(shì)之一就是可以從眾多供應(yīng)商中選擇各種儀器來滿足特定需求。決策過程中，為需要移植的首批最終成品設(shè)置激勵(lì)和響應(yīng)要求。為了評(píng)估供應(yīng)商的儀器功能和成本，CACI還考慮了供應(yīng)商的某些品質(zhì)因素，包括如何響應(yīng)客戶咨詢及在業(yè)內(nèi)的聲譽(yù)。

在完成了分析和市場(chǎng)調(diào)查后，CACI決定采用NI的技術(shù)，根據(jù)測(cè)試需求以及NI高性價(jià)比的產(chǎn)品組合來開發(fā)大部分測(cè)試解決方案，這使得CACI能夠控制單位成本。此外，NI產(chǎn)品交付時(shí)間短，保證原型開發(fā)進(jìn)度不會(huì)因?yàn)榈却齼x器發(fā)貨而造成延遲。

最初，為該臺(tái)式測(cè)試解決方案命名時(shí)，CACI認(rèn)為它僅能支持有限的幾種儀器。但后來，CACI和客戶逐漸意識(shí)到該測(cè)試系統(tǒng)可用于范圍更寬廣的最終產(chǎn)品，因此將其名稱更改為“通用臺(tái)式自動(dòng)化測(cè)試裝置”(CBATS)。

目前，CACI已經(jīng)開發(fā)了兩種CBATS型號(hào)：101和201。CBATS 101是成本較低的初始解決方案，建立在8槽PXI機(jī)箱上，是兩種型號(hào)中體積較小的一款。CBATS 201體積較大，建立在18槽PXI機(jī)箱上，具有更強(qiáng)大的測(cè)試和測(cè)量功能。選擇以下NI組件作為CBATS 201的核心：

NI PXI-1045：18槽3U PXI機(jī)箱；

NI PXI-8108：2.53 GHz雙核PXI嵌入式控制器；

NI PXI-2532：512交叉點(diǎn)矩陣開關(guān)模塊；

NI PXI-2568：中功率通用單刀單擲(SPST)繼電器；

NI PXI-4072：數(shù)字萬用表；

NI PXI-6221：16位，250 kS/s，16路模擬輸入；

NI PXI-7852R：基于Virtex-5 LX50 FPGA的多功能RIO；

NI PXI-5122：14位100 MS/s數(shù)字化儀(配合兩個(gè)TEGAM 4040A放大器/衰減器模塊使用)。

CBATS 201采用PXI-2532開關(guān)矩陣作為路由各種I/O信號(hào)至測(cè)量?jī)x器（PXI-6221和PXI-4072）的導(dǎo)線管。此外還集成了3個(gè)PXI-2568單刀單擲(SPST)繼電器模塊，用于路由內(nèi)部電源和信號(hào)源至外部接口，并提供了用戶自定義切換的功能。PXI-5122數(shù)字化儀與兩個(gè)TEGAM 4040A放大器模塊配合使用，可對(duì)峰值電壓達(dá)100 V的信號(hào)進(jìn)行高速分析。PXI-7852R現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列(FPGA)模塊是一款軟件可配置的設(shè)備，用于創(chuàng)建任意波形和鎖相信號(hào)，并可異步捕捉和分析數(shù)據(jù)。

軟件工具

CACI對(duì)開發(fā)系統(tǒng)軟件組件和測(cè)試應(yīng)用程序的最佳工具進(jìn)行評(píng)估時(shí)，遵循了特定的標(biāo)準(zhǔn)。在可能情況下，希望直接利用員工掌握的知識(shí)，以確保員工與所選擇的工具無縫配合。最后，還希望選擇可以快速、高效生成所需應(yīng)用的工具。

CACI選擇NI LabWindows/CVI作為系統(tǒng)軟件組件。為使硬件獨(dú)立于測(cè)試應(yīng)用，CACI創(chuàng)建了一個(gè)硬件抽象層。該方法可以在儀器因停產(chǎn)而替換時(shí)，對(duì)測(cè)試應(yīng)用影響的最小化。CACI很高興LabWindows/CVI可以提供所需的功能，而且由于設(shè)計(jì)中采用了多種NI儀器，CACI完全無需擔(dān)心軟硬件的集成問題。再者如果遇到集成問題，僅需要與供應(yīng)商一起來解決問題即可。

CACI基于CBATS開發(fā)的許多早期測(cè)試程序集(TPS)軟件應(yīng)用支持駕駛艙指示器。這些系統(tǒng)中一個(gè)關(guān)鍵的測(cè)試和診斷環(huán)節(jié)是仿真航空信號(hào)輸入到設(shè)備中時(shí)需要維護(hù)技師目視確認(rèn)系統(tǒng)的響應(yīng)是否正確。由于測(cè)試的視覺化特性以及操作員的介入，CACI選擇NILabVIEW圖形化開發(fā)環(huán)境在CBATS上開發(fā)第一個(gè)TPS。這些最終產(chǎn)品一般沒有任何參數(shù)數(shù)據(jù)需要采集，而且大部分測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)只是簡(jiǎn)單的合格/不合格或通過/不通過。使用LabVIEW的一個(gè)額外優(yōu)勢(shì)是相比傳統(tǒng)編程語言，TPS的開發(fā)時(shí)間明顯縮短。

隨著需要移植的TPS類型不斷演變，CACI開始開發(fā)需要很少或無需操作員介入的航空電子設(shè)備TPS。這些TPS一般由一系列測(cè)試組成，其中包括對(duì)元件施加激勵(lì)，以及測(cè)量響應(yīng)是否符合預(yù)期。對(duì)于這類TPS，CACI選擇使用NI TestStand，因?yàn)樵撥浖试S從零開始快速開發(fā)新TPS。在開發(fā)初期，使用NI TestStand創(chuàng)建TPS。CACI在大約3個(gè)月的時(shí)間內(nèi)就可卓有成效地開發(fā)出一個(gè)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)。除了TPS快速開發(fā)，NI TestStand還提供了多種重要的特性，例如捕捉參數(shù)數(shù)據(jù)來支持測(cè)試數(shù)據(jù)表的創(chuàng)建。NI TestStand還可與LabVIEW和LabWindows/CVI無縫集成，因此可直接調(diào)用使用這兩個(gè)工具開發(fā)的軟件程序段。

CACI將繼續(xù)結(jié)合CBATS使用這3種軟件產(chǎn)品。通常根據(jù)所測(cè)的最終成品類型來決定使用LabVIEW、Lab-Windows/CVI或是NI TestStand。一般來說，在測(cè)試過程中操作員是不可或缺的，例如需要視覺反饋或調(diào)整時(shí)，CACI選擇使用LabVIEW。當(dāng)最終成品需要一組定義好的電子輸入并生成可測(cè)量且可寫入到數(shù)據(jù)表中的輸出時(shí)，如果這時(shí)測(cè)試需要最低程度的操作員介入，則CACI選擇僅使用NI TestStand，或?qū)abWindows/CVI或Lab-VIEW與NI TestStand一起配合使用。

結(jié)論

CACI已經(jīng)認(rèn)識(shí)到開發(fā)靈活且價(jià)格合理的測(cè)試系統(tǒng)用于維護(hù)車間以替代已不受支持的傳統(tǒng)測(cè)試系統(tǒng)是刻不容緩的。CBATS這個(gè)開發(fā)成果現(xiàn)在已經(jīng)是一款廣泛應(yīng)用于許多DoD臺(tái)式應(yīng)用且價(jià)格極具競(jìng)爭(zhēng)力的測(cè)試解決方案。其他優(yōu)勢(shì)還包括儀器通用性強(qiáng)、適用于各種各樣的最終產(chǎn)品。目前，已經(jīng)有數(shù)十個(gè)包含數(shù)百個(gè)獨(dú)特零件的測(cè)試系統(tǒng)被CBATS 101或CBATS 201所替代。作為通過DoD標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試儀產(chǎn)品家族(FOT)認(rèn)證的一員，CBATS在未來將可繼續(xù)取代傳統(tǒng)測(cè)試系統(tǒng)，并為滿足新的測(cè)試需求奠定基礎(chǔ)。

CACI非常信賴NI產(chǎn)品的質(zhì)量，并與之建立了密切的合作關(guān)系，因而選擇了NI的多款儀器作為CBATS測(cè)試系統(tǒng)的核心。如果出現(xiàn)問題，NI的工程師會(huì)隨時(shí)提供支持。CACI與NI相互信賴，并共同合作來開發(fā)價(jià)格合理的高質(zhì)量可持續(xù)測(cè)試解決方案。