嵌入式測試為基于性能的后勤提供基礎(chǔ)

　　十幾年前美國軍方開始認識到，他們必須改變后勤保障策略。那時，在對艦船、飛機、坦克和其他武器系統(tǒng)的產(chǎn)品生命周期中的花費后，他們發(fā)現(xiàn)60%的武器成本花費在武器部署后的支持方面。經(jīng)過整體分析后，美國國防部啟動了對供貨商來說是一個嚴峻挑戰(zhàn)的項目，他們要求供貨商研發(fā)相關(guān)的項目或生產(chǎn)工藝，要么將支持系統(tǒng)植入產(chǎn)品內(nèi)，要么研發(fā)更好的支持系統(tǒng)來減輕這一負擔(dān)。這就是基于產(chǎn)品性能的后勤(PBL)項目的開端，目前它已經(jīng)成為所有新的美國國防部項目的一個整體部分。

　　為了解決許多PBL試圖要解決的問題，安捷倫公司研發(fā)出了一些方案。一些方案集中在通用的測試平臺上，使得在生產(chǎn)過程中和支持系統(tǒng)中采用相同的平臺，從而降低成本；自動診斷系統(tǒng)省去了對野外維修專家的需求并縮短了客戶等待時間，帶有自測和自診斷功能的產(chǎn)品使得用戶也對測試產(chǎn)品進行維護，從而降低了測試支持成本，并且增加了工作時間；而在不久的將來，嵌入到設(shè)備中的儀器將實現(xiàn)信號的實時監(jiān)控并實時地預(yù)測故障。

　　實際上PBL所包含的概念在商用市場已經(jīng)出現(xiàn)很多年了。所要求的結(jié)果是相同的；即降低支持成本，縮短顧客的等待時間，提高設(shè)備的利用率。商用市場上的解決方案已經(jīng)在增加客戶滿意度的同時，降低了總成本。當公司外購產(chǎn)品時，許多情況下這是非常復(fù)雜的，特別是在他們還需要外購設(shè)計和支持服務(wù)時。目前，許多商用公司已經(jīng)開始解決國防市場中PBL環(huán)境中正在研究的問題。

　　事實上，用來測量成功的PBL結(jié)果的計量標準也時常用于商用環(huán)境中的標準計量。盡管其側(cè)重點可能不同，對最終用戶的重要性卻是等同的。因為即便是在商用領(lǐng)域，產(chǎn)品因損壞重返生產(chǎn)線上進行修理所中斷的時間也會導(dǎo)致成百上千萬的收入損失。

　　無等待狀態(tài)

　　對于一架戰(zhàn)斗機來說，不當?shù)木S護支持可能導(dǎo)致很多問題，包括很長的CWT(用戶等待時間)，RTAT(返回地面維修時間)或AWP(等待零配件)，或者花費數(shù)百萬美元的輔助支持維護設(shè)備以及任務(wù)所需待命的備用飛機。可以列出的相似問題還包括設(shè)備利用率、投資回報(ROIC)、可預(yù)測性、可靠性、總的生命成本、平均無故障工作時間(MTBF)等等。

　　許多年來，一些公司制定了向一些為了獲取最低制造成本而在全球建立制造基地的合同制造商外購產(chǎn)品的采購程序。實際上，這些公司中有許多還沒有充分認識到上述這些決策所帶來的所有好處。

　　一些公司常常發(fā)現(xiàn)所生產(chǎn)的產(chǎn)品不能滿足客戶的需求，較高的不合格率一直是研發(fā)生產(chǎn)過程中的一道屏障。如何利用先進的測試手段來提高產(chǎn)品的合格率并成功穿越這個屏障？為此，安捷倫公司研發(fā)了新的測試策略，成功穿越了這個屏障并實現(xiàn)了產(chǎn)品的低成本制造。而且該測試策略無需對產(chǎn)品本身的知識了解很多。

　　通過該策略能夠使用戶得到的一些好處包括：

* 改善ROIC

* 利用創(chuàng)新的自動化控制和車間生產(chǎn)控制來改進測試臺，使得固定資產(chǎn)成本降低50～80%

* 利用通用測試設(shè)備，使得在一套測試設(shè)備上就可以覆蓋很大范圍的UUT/LRU/FRU，從而減少所需的支持維護設(shè)備

* 利用該BIST策略，可以節(jié)約90%以上的測試和維修資金

* 由于采用了分布式的模塊化測試設(shè)計，所需的生產(chǎn)設(shè)備減少，從而節(jié)約了75%的車間生產(chǎn)空間

* 生產(chǎn)測試采集所需的成本降低

* 響應(yīng)速度得到改善

* 由于采用故障診斷和檢測技術(shù)，縮短了用戶等待時間(CWT)，使得工廠和野外支持維護的時間減少90%

* 采用通用測試策略后，使一次性通過的良率提高到了99.7%，并減少了不合格的組件

* 利用該通用測試軟件后，使得工廠和野外故障診斷技術(shù)人員的勞動力成本降低了98%

* 模塊化測試儀和自動設(shè)計可以重新靈活配置，使得新產(chǎn)品能夠快速實現(xiàn)批量生產(chǎn)并能更好地預(yù)測

* 改善了可靠性

* 自動的故障診斷和預(yù)測功能內(nèi)置于產(chǎn)品中

* 在發(fā)射前的每一個層級上都確保故障的覆蓋和診斷

* 具有最少的重復(fù)性修理或無需計算機指導(dǎo)的經(jīng)驗

* 自動故障診斷和維修的準確度預(yù)測改善了75～90%，對具有經(jīng)驗的技術(shù)人員的依賴度降低了90%。在制造和測試過程中具有連貫性，從而降低了不確定性。帶有網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控和控制功能的通用儀器通過利用專家的經(jīng)驗，還能夠?qū)崟r掌握全球的生產(chǎn)和質(zhì)量狀態(tài)，從而進行快速決策。

* 由于減少了對熟練勞動力的依賴，將大量降低支持成本，可使勞動力成本減少220萬美元

圖：診斷能力的提高可以增加利潤收入。

　　實際實現(xiàn)

　　圍繞上述概念，安捷倫公司所研發(fā)的應(yīng)對措施主要包括：

　?。保ㄓ脺y試儀，它允許制造商在一套測試儀上對種類多達35種以上的RF卡進行功能測試，在系統(tǒng)集成階段實現(xiàn)了99.8%的接通率。通過在故障產(chǎn)品中內(nèi)置診斷修理功能還能將此比率提到更高。

　　不同功能的組合具有很大的靈活性，將培訓(xùn)和不確定度減到了最低程度，減少了制造過程中的故障，從而將用戶滿意度提到了最高。

　　由于該通用測試臺初始時就是為軍方PBL項目開發(fā)的，從而使得該測試臺已經(jīng)在全球的維修支持中心得以部署。

　　結(jié)果證明，在通用測試儀部署后的第一年，僅在增加良率，降低勞動力成本和提高維修準確度方面，就節(jié)省了220萬美元。

　　飛機返回地面維修時間從數(shù)小時縮短到幾分鐘。可能更重要的是，由于已在全球的幾個國家部署了這種測試儀，今后將會陸續(xù)看到更好的結(jié)果。

　　２．帶有內(nèi)置診斷功能的內(nèi)置自檢(BIST)方案。該方案降低了產(chǎn)品生命周期中的總成本，結(jié)果如圖所示。這些BIST診斷策略增強了人們對為未來產(chǎn)品開發(fā)的PBL策略的理解能力。

　　３．嵌入式測試技術(shù)，代表是IEEE P1687，它實現(xiàn)了參數(shù)的連續(xù)監(jiān)控和性能退化的測量。嵌入式技術(shù)使得BIST、故障預(yù)測和診斷成為各期部署產(chǎn)品的組成部分，而不管部署的時間長短和具體位置。于是，這成為有效監(jiān)控方案的一部分，確保了關(guān)鍵電子系統(tǒng)準備就緒和完整性。