NI模塊化平臺方案，助力國產(chǎn)飛機(jī)翱翔藍(lán)天

近些年中國在航空航天領(lǐng)域取得了不菲的成就，僅在2017年中國就進(jìn)行了18次航天發(fā)射，其中“長征”系列火箭擔(dān)負(fù)16次發(fā)射，航天科工集團(tuán)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(tuán)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(shè)備的復(fù)雜性高，需求不斷變化，如何在信息化時代應(yīng)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(shù)和應(yīng)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(dǎo)體等領(lǐng)域的合作伙伴現(xiàn)場分享創(chuàng)新應(yīng)用案例。其中，國產(chǎn)大飛機(jī)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(dāng)天發(fā)表主題演講的航空工業(yè)北控所綜合測試技術(shù)中心副主任張毅表示：“ 為了應(yīng)對系統(tǒng)性能的復(fù)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(yīng)用靈活性方面進(jìn)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?！?/p>

圖1：航空工業(yè)北控所綜合測試技術(shù)中心副主任張毅現(xiàn)場分享測試案例

解決復(fù)雜度高、測試時間長兩大難題，NI助力國產(chǎn)大飛機(jī)騰飛

在跨界融合創(chuàng)新的趨勢下，航空的設(shè)備復(fù)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(jī)實驗中復(fù)雜度最高花費時間最長的一個實驗，據(jù)張毅介紹，飛機(jī)鐵鳥實驗主要面臨著三方面的挑戰(zhàn)：第一，飛機(jī)測點多，沿著飛機(jī)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(jī)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(yīng)用靈活性方面進(jìn)行整體考慮。

圖2：NI幫助應(yīng)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(guān)注的國產(chǎn)大飛機(jī)C919成功試飛背后的故事，張毅表示：“我們在設(shè)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(luò)架構(gòu)的設(shè)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?！?/p>

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(yīng)新技術(shù)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(jìn)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(jìn)行遷移和移植，移植到我們類似的一些應(yīng)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(yīng)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(guān)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(lǐng)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(yīng)性。

圖4：NI攜手長光衛(wèi)星構(gòu)建測試系統(tǒng)

NI技術(shù)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(xué)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(yīng)用領(lǐng)域，需要用不同的測試方案進(jìn)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(yīng)用領(lǐng)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(qiáng)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?！?/p>

NI引領(lǐng)構(gòu)建產(chǎn)業(yè)技術(shù)生態(tài)，推進(jìn)前沿測試技術(shù)本地化

除了協(xié)助客戶應(yīng)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(qiáng)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(yuǎn)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(shè)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(yuǎn)程配置和部署軟件，監(jiān)控設(shè)備的運行狀況和性能，管理警報和可視化應(yīng)用程序參數(shù)。

圖5： 基于NI SystemLink平臺遠(yuǎn)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(shù)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(jìn)行應(yīng)用程序的擴(kuò)展并易于整合新的需求，充分應(yīng)對航空航天及國防領(lǐng)域苛刻的測試要求。