수명이 긴 테스트 세트를 구축하여 기술 교체 최소화
- 과제
- 국방부 (DoD) 커뮤니티의 솔루션 지향 서비스 제공 업체인 CACI는 무기 시스템 구성 요소를 수리하는데 사용되는 일부 구형 레거시 테스트 장비의 테스트 및 진단 기능을 포괄할 수 있는 솔루션의 필요성을 인식했습니다.
- 솔루션
- 국방부에서 사용중인 레거시 테스트 시스템을 대체하기 위해 최신 상용 기술을 사용하여 자동화된 테스트 시스템을 개발합니다. 불가피한 노후화 문제에 적응, 그리고 잠재적으로 이 시스템을 항공 전자 공학 및 기타 중요한 무기 시스템 구성 요소를 지원하는 다양한 단일 목적 레거시 테스트 시스템의 대체품으로 사용합니다.
저자 :
Paul Pankratz- CACI
David Finnie- CACI
CACI는 누구입니까?
NI Silver Alliance 파트너 CACI는 정보, 국방 및 연방 민간 고객을 위한 국가 안보 임무와 정부 혁신을 지원하는 정보 솔루션 및 서비스를 제공합니다. Fortune 1000 대기업 및 Russell 2000 Index의 회원인 CACI는 전 세계 120개 이상의 사무실에서 근무하는 약 14,900명의 직원에게 역동적인 경력을 제공합니다.
결정 과정
CACI는 가까운 시일 내에 국방부의 요구를 충족시킬 수 있는 테스트 시스템을 개발하기로 결정했습니다. 우리의 목표는 지원하도록 구축된 무기 시스템만큼 오래 지속되는 테스트 플랫폼을 만드는 것이었습니다. 또한 설계는 독점 하드웨어가 포함되지 않은 상용 솔루션을 기반으로 하여 최종 사용자가 지원을 위해 CACI로 돌아 가지 않고도 시스템 하드웨어를 유지할 수 있는 기능을 제공합니다.
CACI는 잠재적인 하드웨어 솔루션을 조사하고 수명주기의 특정 시점에서 다양한 기술을 분석하는 것으로 시작했습니다. CACI는 입증된 것을 보장 할 수 있을 만큼 충분히 오랜 기간 동안 필드에 배치되었지만 수명주기에서 향후 수년 동안 사용할 수 있도록 충분히 이른 기술을 선택하기로 결정했습니다.
시장에서 잠재적인 솔루션을 검토 한 후 CACI는 이 기술의 주요 기능으로 인해 PXI 아키텍처를 기반으로 테스트 솔루션을 구축하기로 결정했습니다.
- 설치공간 : CACI가 교체를 목표로 했던 많은 레거시 테스트 시스템이 작업대에 있었습니다. 작업장에 미치는 영향을 최소화하기 위해 주요 목표는 레거시 대신 워크 벤치에 있는 테스트 시스템을 개발하는 것이었습니다.
- 강력한 벤더 선택 : 최상위 계측기 개발자가 PXI 아키텍처를 채택했기 때문에 테스트 시스템을 설계하는 동안 선택할 수 있는 다양한 계측기를 제공했습니다.
- 최고의 가치 : CACI는 또한 유지 보수 작업장의 빠듯한 예산으로 레거시 시스템의 테스트 요구 사항을 충족하거나 초과하는 동시에 비용을 제어해야 하는 필요성을 인식했습니다. 따라서 CACI는 비용을 제어하면서 상당한 기능을 갖춘 솔루션을 제공하기 위해 노력했습니다. 이러한 비용 관리는 구매 가격에 대한 고려 사항 일뿐만 아니라 예비 부품 및 장비, 시스템 유지 관리 및 교정을 계속하기 위한 인건비를 포함한 장기 지원을 설정하는 요소이기도 합니다.
PXI 폼 팩터를 채택하기로 결정한 후 CACI는 기기 선택에 집중했습니다. PXI의 강점 중 하나는 특정 요구 사항을 충족하기 위해 여러 공급 업체에서 제공하는 다양한 계측기 선택입니다. 프로세스의 일부로 재 호스팅 할 초기 최종 품목 세트에 대한 자극 및 응답 요구 사항을 설정했습니다. 공급 업체의 장비 기능 및 비용을 평가하는 것 외에도 CACI는 업계 내 문의 및 평판에 대한 응답 방식을 포함하여 공급 업체의 특정 특성을 고려했습니다.
분석 및 시장 조사를 완료 한 후 CACI는 테스트 요구 사항과 최상의 가치 가격을 기반으로 NI 기술을 활용 한 테스트 솔루션의 대부분을 기반으로 결정하여 단가를 제어 할 수 있었습니다. NI는 또한 짧은 배송 시간을 제공 할 수 있었기 때문에 계측기가 배송되기를 기다리는 긴 지연의 영향을 받지 않고 프로토 타입 개발을 완료 할 수 있었습니다.
우리는 원래 지원하는 다소 좁은 범위의 기기에 대한 초기 벤치 탑 테스트 솔루션의 이름을 지정했지만 테스트 시스템이 훨씬 더 광범위한 최종 품목을 지원할 수 있다는 사실을 깨닫기 시작하면서 이름을 다음으로 업데이트했습니다. 공통 벤치 탑 자동 테스트 세트 (CBATS).
현재까지 CACI는 101과 201의 두 가지 CBATS 모델을 개발했습니다. CBATS 101은 원래의 저렴한 솔루션이었으며 8 슬롯 PXI 섀시에 구축 된 두 모델 중 더 작습니다. 두 시스템 중 더 큰 CBATS 201은 18 슬롯 PXI 섀시를 기반으로 하며 보다 강력한 테스트 및 측정 기능 세트를 제공합니다. 다음 NI 구성 요소를 CBATS 201의 핵심으로 선택했습니다.
테스트 및 측정 기능 세트를 제공합니다. 다음 NI 구성 요소를 CBATS 201의 핵심으로 선택했습니다.
NI PXI-1045 |
18 슬롯 3U PXI 섀시 |
NI PXI-8108 |
2.53GHz 듀얼 코어 PXI 임베디드 컨트롤러 |
NI PXI-2532 |
512 크로스 포인트 매트릭스 스위치 모듈 |
NI PXI-2568 |
중전력 범용 SPST 릴레이 |
NI PXI-4072 |
디지털 측정기 |
NI PXI-6221 |
16비트, 250 kS/s, 16개 아날로그 입력 |
NI PXI-7852R |
Virtex-5 LX50 FPGA가 있는 다기능 RIO |
NI PXI-5122 |
14비트 100 MS/s 디지타이저 (TEGAM 4040A 증폭기/감쇠기 모듈 2개와 함께 사용) |
CBATS 201은 다양한 I/O 신호를 측정 장비 (PXI-6221 및 PXI-4072)로 라우팅 하기 위한 도관으로 PXI-2532 스위치 매트릭스를 사용합니다. 또한 3개의 PXI-2568 SPST (Single-pole single-throw) 릴레이 모듈을 통합하여 내부 전원 및 신호 리소스를 외부 인터페이스로 라우팅하고 사용자 정의 스위칭 기능을 제공합니다. PXI-5122 디지타이저는 2개의 TEGAM 4040A 증폭기 모듈과 함께 사용되어 최대 100V의 피크 전압으로 신호를 고속 분석 할 수 있습니다. PXI-7852R FPGA (Field-Programmable Gate Array) 모듈은 소프트웨어로 구성 할 수 있습니다. 임의 파형 및 위상 고정 신호를 생성하고 데이터를 비동기적으로 캡처 및 분석하는데 사용되는 장치입니다.
소프트웨어 도구
CACI가 시스템 소프트웨어 구성 요소 및 테스트 응용 프로그램을 개발하기 위한 최상의 도구를 평가하기 시작하면서 따라야 할 특정 기준이 있었습니다. 가능한 경우 현재 인력의 지식을 활용하고 선택한 도구가 원활하게 함께 작동 할 수 있기를 원했습니다. 마지막으로 필요한 애플리케이션을 빠르고 효율적으로 생성 할 수 있는 도구를 선택하고 싶었습니다.
CACI는 시스템 소프트웨어 구성 요소로 NI LabWindows™/CVI 를 선택했습니다. 테스트 응용 프로그램에서 하드웨어를 격리하기 위해 CACI는 하드웨어 추상화 수준을 만들었습니다. 이 접근 방식은 기기가 구식이 되어 교체해야 하는 경우 테스트 애플리케이션에 미치는 영향을 최소화했습니다. CACI는 LabWindows/CVI가 필요한 기능을 제공 할 수 있다는 사실에 만족했으며 많은 NI 계측기가 설계에 포함 되었기 때문에 CACI는 소프트웨어와 하드웨어가 잘 통합 될 것이라고 확신했습니다. 통합 문제가 발생하면 한 공급 업체와 협력하여 문제를 해결하면 됩니다.
CBATS에서 완성된 초기 테스트 프로그램 세트 (TPS) 소프트웨어 응용 프로그램의 많은 CACI는 조종석 표시기를 지원했습니다. 이러한 시스템의 테스트 및 진단의 핵심 부분은 시뮬레이션된 항공기 신호가 장치에 주입되었을때 유지 보수 기술자가 올바른 응답을 시각적으로 확인해야 했습니다. 테스트 및 운영자 참여의 시각적 특성 때문에 CACI는 NI LabVIEW 그래픽 개발 환경을 선택하여 CBATS에서 첫 번째 TPS세트를 개발했습니다. 이러한 최종 품목에는 일반적으로 수집 할 매개 변수 데이터가 없었으며 대부분의 테스트 기준은 단순한 합격 / 불합격 또는 진행 / 불합격 결과였습니다. LabVIEW 사용의 추가 이점 중 하나는 기존 프로그래밍 언어에 비해 TPS를 생성하는 개발 시간이 단축되었다는 것입니다.
재호스팅 되는 TPS 유형이 진화함에 따라 우리는 운영자 상호 작용이 거의 또는 전혀 필요하지 않은 항공 전자 장 비용 TPS를 개발하기 시작했습니다. 이러한 TPS는 일반적으로 장치에 자극이 적용되고 예상 응답이 측정되는 일련의 테스트로 구성됩니다. 이러한 유형의 TPS를 위해 CACI는 NI TestStand를 선택했습니다. 새로운 TPS를 처음부터 빠르게 개발할 수 있었기 때문입니다. NI TestStand를 사용하여 TPS를 생성한 초기 TPS 개발 노력 중에 CACI는 약 3개월 만에 현장 테스트 시스템에서 작동하는 사소한 테스트 기능을 개발했습니다. 신속한 TPS 개발 외에도 NI TestStand는 테스트 데이터 시트 생성을 지원하기 위해 파라메트릭 데이터를 캡처하는 기능과 같은 몇 가지 중요한 기능을 제공했습니다. 또한 NI TestStand는 LabVIEW 및 LabWindows / CVI와 원활하게 통합되어 문제없이 이러한 도구로 개발된 소프트웨어를 직접 호출 할 수 있었습니다.
CACI는 CBATS와 함께 이 세 가지 소프트웨어 제품을 모두 계속 사용합니다. 일반적으로 테스트중인 항목의 유형에 따라 LabVIEW, LabWindows/CVI 또는 NI TestStand를 사용할지 결정합니다. 일반적으로 작업자가 시각적 피드백 또는 조정이 필요한 경우와 같이 테스트의 필수 부분인 경우 CACI는 LabVIEW를 사용하기로 선택합니다. 최종 품목에 정의된 전기 입력 세트가 필요하고 데이터 시트에서 수집 할 수 있는 측정 가능한 출력을 생성하고 테스트에 최소한의 작업자 입력이 필요한 경우 CACI는 NI TestStand를 단독으로 사용하거나 LabWindows / CVI 또는 LabVIEW와 함께 사용하도록 선택합니다.