嵌入式測(cè)試為基于性能的后勤提供基礎(chǔ)

　　十幾年前美國(guó)軍方開始認(rèn)識(shí)到，他們必須改變后勤保障策略。那時(shí)，在對(duì)艦船、飛機(jī)、坦克和其他武器系統(tǒng)的產(chǎn)品生命周期中的花費(fèi)后，他們發(fā)現(xiàn)60%的武器成本花費(fèi)在武器部署后的支持方面。經(jīng)過整體分析后，美國(guó)國(guó)防部啟動(dòng)了對(duì)供貨商來說是一個(gè)嚴(yán)峻挑戰(zhàn)的項(xiàng)目，他們要求供貨商研發(fā)相關(guān)的項(xiàng)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(fù)擔(dān)。這就是基于產(chǎn)品性能的后勤(PBL)項(xiàng)目的開端，目前它已經(jīng)成為所有新的美國(guó)國(guó)防部項(xiàng)目的一個(gè)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(cè)試平臺(tái)上，使得在生產(chǎn)過程中和支持系統(tǒng)中采用相同的平臺(tái)，從而降低成本；自動(dòng)診斷系統(tǒng)省去了對(duì)野外維修專家的需求并縮短了客戶等待時(shí)間，帶有自測(cè)和自診斷功能的產(chǎn)品使得用戶也對(duì)測(cè)試產(chǎn)品進(jìn)行維護(hù)，從而降低了測(cè)試支持成本，并且增加了工作時(shí)間；而在不久的將來，嵌入到設(shè)備中的儀器將實(shí)現(xiàn)信號(hào)的實(shí)時(shí)監(jiān)控并實(shí)時(shí)地預(yù)測(cè)故障。

　　實(shí)際上PBL所包含的概念在商用市場(chǎng)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(shí)間，提高設(shè)備的利用率。商用市場(chǎng)上的解決方案已經(jīng)在增加客戶滿意度的同時(shí)，降低了總成本。當(dāng)公司外購產(chǎn)品時(shí)，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(jì)和支持服務(wù)時(shí)。目前，許多商用公司已經(jīng)開始解決國(guó)防市場(chǎng)中PBL環(huán)境中正在研究的問題。

　　事實(shí)上，用來測(cè)量成功的PBL結(jié)果的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)也時(shí)常用于商用環(huán)境中的標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量。盡管其側(cè)重點(diǎn)可能不同，對(duì)最終用戶的重要性卻是等同的。因?yàn)榧幢闶窃谏逃妙I(lǐng)域，產(chǎn)品因損壞重返生產(chǎn)線上進(jìn)行修理所中斷的時(shí)間也會(huì)導(dǎo)致成百上千萬的收入損失。

　　無等待狀態(tài)

　　對(duì)于一架戰(zhàn)斗機(jī)來說，不當(dāng)?shù)木S護(hù)支持可能導(dǎo)致很多問題，包括很長(zhǎng)的CWT(用戶等待時(shí)間)，RTAT(返回地面維修時(shí)間)或AWP(等待零配件)，或者花費(fèi)數(shù)百萬美元的輔助支持維護(hù)設(shè)備以及任務(wù)所需待命的備用飛機(jī)。可以列出的相似問題還包括設(shè)備利用率、投資回報(bào)(ROIC)、可預(yù)測(cè)性、可靠性、總的生命成本、平均無故障工作時(shí)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(shí)際上，這些公司中有許多還沒有充分認(rèn)識(shí)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(jìn)的測(cè)試手段來提高產(chǎn)品的合格率并成功穿越這個(gè)屏障？為此，安捷倫公司研發(fā)了新的測(cè)試策略，成功穿越了這個(gè)屏障并實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的低成本制造。而且該測(cè)試策略無需對(duì)產(chǎn)品本身的知識(shí)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(dòng)化控制和車間生產(chǎn)控制來改進(jìn)測(cè)試臺(tái)，使得固定資產(chǎn)成本降低50～80%

* 利用通用測(cè)試設(shè)備，使得在一套測(cè)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(hù)設(shè)備

* 利用該BIST策略，可以節(jié)約90%以上的測(cè)試和維修資金

* 由于采用了分布式的模塊化測(cè)試設(shè)計(jì)，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(cè)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(cè)技術(shù)，縮短了用戶等待時(shí)間(CWT)，使得工廠和野外支持維護(hù)的時(shí)間減少90%

* 采用通用測(cè)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(cè)試軟件后，使得工廠和野外故障診斷技術(shù)人員的勞動(dòng)力成本降低了98%

* 模塊化測(cè)試儀和自動(dòng)設(shè)計(jì)可以重新靈活配置，使得新產(chǎn)品能夠快速實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)并能更好地預(yù)測(cè)

* 改善了可靠性

* 自動(dòng)的故障診斷和預(yù)測(cè)功能內(nèi)置于產(chǎn)品中

* 在發(fā)射前的每一個(gè)層級(jí)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(jì)算機(jī)指導(dǎo)的經(jīng)驗(yàn)

* 自動(dòng)故障診斷和維修的準(zhǔn)確度預(yù)測(cè)改善了75～90%，對(duì)具有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員的依賴度降低了90%。在制造和測(cè)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(yàn)，還能夠?qū)崟r(shí)掌握全球的生產(chǎn)和質(zhì)量狀態(tài)，從而進(jìn)行快速?zèng)Q策。

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

圖：診斷能力的提高可以增加利潤(rùn)收入。

　　實(shí)際實(shí)現(xiàn)

　　圍繞上述概念，安捷倫公司所研發(fā)的應(yīng)對(duì)措施主要包括：

　?。保ㄓ脺y(cè)試儀，它允許制造商在一套測(cè)試儀上對(duì)種類多達(dá)35種以上的RF卡進(jìn)行功能測(cè)試，在系統(tǒng)集成階段實(shí)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(cè)試臺(tái)初始時(shí)就是為軍方PBL項(xiàng)目開發(fā)的，從而使得該測(cè)試臺(tái)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(cè)試儀部署后的第一年，僅在增加良率，降低勞動(dòng)力成本和提高維修準(zhǔn)確度方面，就節(jié)省了220萬美元。

　　飛機(jī)返回地面維修時(shí)間從數(shù)小時(shí)縮短到幾分鐘?？赡芨匾氖?，由于已在全球的幾個(gè)國(guó)家部署了這種測(cè)試儀，今后將會(huì)陸續(xù)看到更好的結(jié)果。

　?。玻畮в袃?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(qiáng)了人們對(duì)為未來產(chǎn)品開發(fā)的PBL策略的理解能力。

　?。常度胧綔y(cè)試技術(shù)，代表是IEEE P1687，它實(shí)現(xiàn)了參數(shù)的連續(xù)監(jiān)控和性能退化的測(cè)量。嵌入式技術(shù)使得BIST、故障預(yù)測(cè)和診斷成為各期部署產(chǎn)品的組成部分，而不管部署的時(shí)間長(zhǎng)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(zhǔn)備就緒和完整性。