近些年中國在航空航天領域取得了不菲的成就，僅在2017年中國就進行了18次航天發(fā)射，其中“長征”系列火箭擔負16次發(fā)射，航天科工集團的“快舟”“開拓”運載火箭各完成一次，其中不乏多個首次，創(chuàng)造多個中國第一乃至世界第一。接下來，中國航天即將開啟“超級2018”， 根據(jù)中國航天科技集團此前發(fā)布的信息，中國航天新的一年里發(fā)射有望超過40次。
眾所周知，現(xiàn)代航空航天和國防設備的復雜性高，需求不斷變化，如何在信息化時代應對各種測試測量的挑戰(zhàn)是一大難題。不久前閉幕的第十五屆PXI技術和應用論壇(PXI TAC 2018)上，主辦方美國國家儀器(National Instruments，以下簡稱NI)邀請到航空航天及國防、智能汽車、半導體等領域的合作伙伴現(xiàn)場分享創(chuàng)新應用案例。其中，國產(chǎn)大飛機C919騰飛背后的測試故事尤其惹人注目，迅速點燃了現(xiàn)場觀眾的熱情。當天發(fā)表主題演講的航空工業(yè)北控所綜合測試技術中心副主任張毅表示：“ 為了應對系統(tǒng)性能的復雜度高與測試時間長的問題，我們需要在系統(tǒng)架構(gòu)和應用靈活性方面進行整體考慮。所以，我們采用NI模塊化平臺方案，通過軟件定義的方式實現(xiàn)高可靠性、高性能的測試。”
PXI TAC 2018再掀航空航天測試熱潮，國家級重磅項目案例秀實力
圖1：航空工業(yè)北控所綜合測試技術中心副主任張毅現(xiàn)場分享測試案例
解決復雜度高、測試時間長兩大難題，NI助力國產(chǎn)大飛機騰飛
在跨界融合創(chuàng)新的趨勢下，航空的設備復雜度增加，測試難度也隨之增加。張毅在演講中分享了現(xiàn)代航空航天發(fā)展趨勢及測試測量需面對的問題。以鐵鳥實驗為例，這是整個飛機實驗中復雜度最高花費時間最長的一個實驗，據(jù)張毅介紹，飛機鐵鳥實驗主要面臨著三方面的挑戰(zhàn)：第一，飛機測點多，沿著飛機的布局比較分散;第二，數(shù)據(jù)的信號類型多;第三，不同的機型測試項目迭代非常快。因此，航空工業(yè)北控所需要對系統(tǒng)架構(gòu)和應用靈活性方面進行整體考慮。
圖2：NI幫助應對搭建C919測試系統(tǒng)面臨的五大挑戰(zhàn)
談及大家都非常關注的國產(chǎn)大飛機C919成功試飛背后的故事，張毅表示：“我們在設計C919實驗系統(tǒng)架構(gòu)的時候，面臨最大的挑戰(zhàn)主要有五個方面：第一，測點多且更加分散;第二，數(shù)據(jù)量更大;第三，網(wǎng)絡架構(gòu)的設計的挑戰(zhàn);第四，對實景有很高的要求;第五，我們采用分層架構(gòu)帶來的新的同質(zhì)性的問題。”
測試需求不斷變化，用戶需要更多的自主化，NI開放靈活的平臺化戰(zhàn)略完全適應新技術趨勢下的測試要求。張毅指出：“NI平臺具有三個優(yōu)勢，第一它有良好的拓展性，無論是集中性的系統(tǒng)架構(gòu)，還是分布式的系統(tǒng)架構(gòu)，都能很方便的拓展我們系統(tǒng)規(guī)模。第二就是迭代方便，尤其是對于前腳這樣的實驗周期特別長的項目，我們可以很方便的對我們的系統(tǒng)進行迭代優(yōu)化。第三，由于它的通用性，我們可以用對軟硬件通用，可以很方便的進行遷移和移植，移植到我們類似的一些應用場景。”
圖3：航空工業(yè)北控所利用NI提供的平臺化系統(tǒng)架構(gòu)，搭建測試平臺
NI攜手長光衛(wèi)星應對商業(yè)衛(wèi)星測試需求，平臺一體化優(yōu)勢凸顯
NI聯(lián)合本土合作伙伴共同推動中國航空航天及國防發(fā)展的另一個可圈可點的案例，就是目前比較受關注的新興產(chǎn)業(yè)——商業(yè)衛(wèi)星。長光衛(wèi)星是中國第一家商業(yè)遙感衛(wèi)星公司，其發(fā)射的吉林一號衛(wèi)星也在多個領域創(chuàng)造力第一，公司計劃在2030年前發(fā)射138顆衛(wèi)星，實現(xiàn)全球任意點的10分鐘內(nèi)的高速圖像采集傳輸。據(jù)了解，衛(wèi)星的研制過程有70%的時間用于各種各樣的測試，商業(yè)衛(wèi)星有其特殊的要求，研制周期必須要短，對測試系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性要求高，多個項目運行的情況下還要求能做到系統(tǒng)更多的適應性。
圖4：NI攜手長光衛(wèi)星構(gòu)建測試系統(tǒng)
NI技術市場工程師屠方澤在演講中介紹說：“長光衛(wèi)星使用NI PXI平臺去做S波段的衛(wèi)星遙控遙測系統(tǒng)、衛(wèi)星動力學的配合系統(tǒng)、GPS的模擬仿真器系統(tǒng)。這在原來是三個完全不同的應用領域，需要用不同的測試方案進行測試。正是由于PXI平臺的靈活性，幫助我們的客戶在三個不同的應用領域里使用同一套平臺加速他們的開發(fā)流程。此外，利用 NI PXI 測試平臺的強大通用性來提高衛(wèi)星測試系統(tǒng)的集成性、開發(fā)效率，從而縮短衛(wèi)星研發(fā)周期。”
NI引領構(gòu)建產(chǎn)業(yè)技術生態(tài)，推進前沿測試技術本地化
除了協(xié)助客戶應對研發(fā)項目測試挑戰(zhàn)，聯(lián)動產(chǎn)業(yè)鏈上下游也是NI的強項。在本屆PXI TAC 2018上，國內(nèi)知名集成商、NI系統(tǒng)聯(lián)盟商——中航科訊，展示了基于NI平臺和互聯(lián)網(wǎng)的遠程監(jiān)測與故障診斷平臺，包括傳感器與試驗臺PXIe采集、控制設備與SystemLink軟件平臺三部分。
SystemLink是NI以軟件為中心的平臺的最新成員，包含針對工作流程不同階段的需求而定制的產(chǎn)品，這些產(chǎn)品已被超過300,000名活躍用戶全部或部分采用。SystemLink使工程師能夠通過可從任何地方訪問的集中界面連接、部署和管理NI和第三方的分布式系統(tǒng)，從而使他們能夠遠程配置和部署軟件，監(jiān)控設備的運行狀況和性能，管理警報和可視化應用程序參數(shù)。
圖5： 基于NI SystemLink平臺遠程監(jiān)測與診斷系統(tǒng)
在中國航空航天行業(yè)蓬勃發(fā)展之際，技術突破創(chuàng)新的重要性日益顯著，必須有優(yōu)質(zhì)的測試平臺來幫助完成產(chǎn)品的開發(fā)與迭代，多維度客戶案例的正面反饋證明。NI開放的測試平臺能夠方便的進行應用程序的擴展并易于整合新的需求，充分應對航空航天及國防領域苛刻的測試要求。