您是否在被定制化測試的問題困擾——找不到現(xiàn)成的低成本、高效的測試方案？是否像這些創(chuàng)新中小企業(yè)一樣順利解決？

Ventec在NI的支持下順利完成了VOCSN重癥監(jiān)護(hù)呼吸機(jī)的測試工作；Shining Technologies利用NI SMU將LED測試的速度提高了五倍；Unirobotics借助NI產(chǎn)品，成功實(shí)現(xiàn)在陸地上對海洋環(huán)境進(jìn)行原型驗(yàn)證和仿真

1  加速呼吸機(jī)生產(chǎn)測試

簡介：疫情期間，通用汽車（GM）與呼吸機(jī)制造企業(yè)Ventec合作加緊生產(chǎn)呼吸機(jī)，呼吸機(jī)的質(zhì)量不能含糊，NI為其提供了測試系統(tǒng)和技術(shù)支持，助力呼吸機(jī)的按時交付。來看下呼吸機(jī)生產(chǎn)交付背后的故事吧圖片

這個項(xiàng)目是如何起步的？

Velentium：在《福布斯》文章中看到客戶Ventec的求助信息后，我于3月17日聯(lián)系了他們，并在幾個小時后預(yù)訂了飛往Ventec所在地西雅圖的航班。我們于3月20日星期五會見了GM的相關(guān)人員，在最初的30分鐘內(nèi)，我就清楚地意識到這件事“十分重要”。GM派出的團(tuán)隊(duì)非常專業(yè)，他們?yōu)槲覀兯腥酥贫诉M(jìn)度計(jì)劃。其中我們需要在五天內(nèi)盡快采購1,500多個不同的零件。真的是分秒必爭。但是此項(xiàng)目的進(jìn)展速度之快超出我的意料。

Ventec：自從該病毒開始傳播以來，我們就一直在關(guān)注該病毒，但是我們沒想到美國的第一個集中爆發(fā)地就出現(xiàn)在距離我們不到9英里的地方。在項(xiàng)目開始時，GM公司的一位負(fù)責(zé)人詢問我們的大團(tuán)隊(duì)：“當(dāng)你們的至親之人急需呼吸機(jī)時，你們將如何全力以赴？” 這句話讓我們陷入了沉思。在此項(xiàng)目的每一步中，我們都會提出新的想法。每個人都懷著集體利益為重的心態(tài)和強(qiáng)烈的使命感。

Velentium：在UAW的幫助下，GM奇跡般地在短短28天之內(nèi)就將位于印第安納州科科莫的一家倒閉工廠改造成了一個量產(chǎn)呼吸機(jī)的工廠。我們在三周半內(nèi)完成了七個月的工作。

Ventec：在全球只有大約十二家重癥監(jiān)護(hù)呼吸機(jī)制造商的情況下，我們知道在正常生產(chǎn)能力的基礎(chǔ)上逐步提高產(chǎn)量是無法滿足緊迫的需求。全球制造商一年總共可生產(chǎn)6～8萬臺呼吸機(jī)；而僅在此時，紐約州就急需4萬臺呼吸機(jī)。供給顯然嚴(yán)重不足。疫情如此嚴(yán)重，但我們對新冠病毒卻知之甚少，這帶來了很大的困難。通常，大多數(shù)患者只需要使用呼吸機(jī)一到兩天，但根據(jù)我們的了解，新冠肺炎患者需要使用呼吸機(jī)的時間長達(dá)數(shù)周。我們想方設(shè)法去了解問題的嚴(yán)重性并滿足緊迫的20萬臺呼吸機(jī)需求。從我們的第一次電話溝通起，我們就深知，只有各方明確且坦誠地說出自己的能力范圍，這個項(xiàng)目才能成功。

你們是如何ENGINEER AMBITIOUSLY并完成這一目標(biāo)的呢？

Velentium：我們接到了白宮的行政命令，任務(wù)很明確：盡快將產(chǎn)量提高到每月生產(chǎn)1萬臺設(shè)備。根據(jù)計(jì)算，我們需要141個測試臺才能實(shí)現(xiàn)這個目標(biāo)。我曾前往Ventec，了解我們是否可以幫忙直接生產(chǎn)呼吸機(jī)，但根據(jù)GM的項(xiàng)目規(guī)模，我們發(fā)現(xiàn)我們需要做的是利用公司的能力來搭建所需的測試系統(tǒng)。這就要求我們所有的合作伙伴，尤其是NI，需要創(chuàng)造性地思考從供應(yīng)鏈到系統(tǒng)組裝再到物流等各個環(huán)節(jié)的流程。

Ventec：在與GM第一次會面之前，如果有人問我這樣是否行得通，我可能會說不可能。在短短幾個月內(nèi)從每月制造約200臺呼吸機(jī)增長到1萬臺甚至更多看似不可能。但是在這個項(xiàng)目中，每個公司各展所長，各司其職，并坦誠自己的優(yōu)勢和劣勢。這創(chuàng)造了一個可以快速創(chuàng)新的環(huán)境。人們問我，在實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的過程中，是否有秘訣？沒有秘訣，我們只是十分清楚需要完成的目標(biāo)并達(dá)成了共識。GM在汽車方面的專業(yè)知識和安全文化恰好能夠很好地契合醫(yī)療制造企業(yè)對精度的高要求。與GM的合作使我們的生產(chǎn)能力超出常規(guī)80倍以上，而這需要從一開始就具有靈活且富有創(chuàng)意的思維。

測試發(fā)揮了怎樣的作用？

Velentium：組裝時每一步都需要進(jìn)行相應(yīng)的測試。組件測試可提高制造效率，而最終的測試可確保產(chǎn)品質(zhì)量合格并可正常運(yùn)行。測試系統(tǒng)的運(yùn)輸非常重要，以至于UPS專門在休斯敦給我們提供了一架飛機(jī)，我們才得以將第一批測試系統(tǒng)運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場。

Ventec：從一開始就與Velentium這樣的合作伙伴以及像NI這樣在中間充當(dāng)紐帶作用的公司進(jìn)行合作，對于我們以史無前例的速度與GM開展合作并快速完成項(xiàng)目是必不可少的。

Velentium：我曾與Ventec的最終測試人員交談，向他詢問有關(guān)呼吸機(jī)測試的事情。他說，這是有史以來最有意義的工作，因?yàn)槊看瓮瓿珊粑鼨C(jī)測試時，他都會想到這可以挽救10個人的生命(平均每臺呼吸機(jī)可以挽救10個人的生命)。如果沒有NI為團(tuán)隊(duì)提供支持，我們將無法按時完成任務(wù)。LabVIEW測試產(chǎn)品的多功能性使其能夠迅速擴(kuò)展，尤其是在項(xiàng)目的生產(chǎn)線從一條擴(kuò)展到兩條，而且時間緊迫的情況下，這一特性就變得至關(guān)重要。如果沒有靈活的NI測試產(chǎn)品幫助我們進(jìn)行各種擴(kuò)展和調(diào)整，支持我們創(chuàng)造性地解決問題，即使我們編寫出來軟件，也無法根據(jù)項(xiàng)目不斷變化的環(huán)境需求來選擇測試。


2  Shining Technologies將LED測試的速度提高了五倍

小編先來一下概括LED測試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造廠商Shining Technology遇到的挑戰(zhàn)以及使用的解決方案圖片。

? 挑戰(zhàn)

不斷降低的價格迫使LED制造商尋找產(chǎn)量更高、成本更低的測試系統(tǒng)，而且這些系統(tǒng)必須能夠覆蓋相同的測試計(jì)劃，并保持同樣的測量精度。

? 解決方案

NI PXIe-4137采用SourceAdapt技術(shù)，可加快測試速度，利用脈沖和200 V電壓范圍功能來測量擊穿電壓并測試大功率LED，而且它具有1.8 MS/s的數(shù)字化速率，使得晶閘管測試無需再使用示波器。

高速SMU可降低硬件采購成本

熱阻是LED測試中的關(guān)鍵方面，通常在封裝LED后進(jìn)行檢查，用于檢測散熱不足或LED流明衰減過快等問題。在測試LED的熱阻時，會施加較低的恒定電流，并繪制正向電壓施加前后的熱曲線圖。但是，由于之前的SMU采樣率不足，因此在測試時經(jīng)常需要額外使用示波器，而這會增加硬件采購的成本。

現(xiàn)在，Shining Technologies采用NI SMU，其采樣率為1.8 MS/s，這一特性在業(yè)界首屈一指。SMU能夠同時測量在同一通道中傳播的高精度電壓和電流。這不僅降低了硬件采購成本，而且簡化了測試系統(tǒng)的復(fù)雜性，避免了必須使用低采樣分辨率示波器等問題。

多點(diǎn)LED測試儀在生產(chǎn)線測試中的應(yīng)用趨勢

LED的電學(xué)性能測試通常包括檢查I-V曲線。較差的I-V特性會直接影響LED背光LCD的顏色和亮度，從而導(dǎo)致顯示質(zhì)量下降。我們可以通過I-V曲線測量來確定LED點(diǎn)亮?xí)r是否會出現(xiàn)過沖，從而確保LED的質(zhì)量。

由于LED的尺寸很小，因此測試系統(tǒng)的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)難度非常大。而且，由于市場需求的增加和價格的下降，先前使用的單通道LED測試系統(tǒng)已經(jīng)無法再滿足需求。因此，必須在生產(chǎn)線上配備多點(diǎn)LED測試系統(tǒng)。

Shining Technologies提供的專用多點(diǎn)光電測試技術(shù)幫助克服了多點(diǎn)探針臺中的許多機(jī)械難題。而且Shining Technologies使用NI單板RIO作為自動化機(jī)器的核心控制系統(tǒng)，并使用自動化測試PXI平臺作為其基本架構(gòu)，從而將探針臺和測試系統(tǒng)集成到單個PXI系統(tǒng)中。除了提供10 A的電流范圍(脈沖)和200 V的電壓范圍外，NI SMU的高分辨率(100 fA或100 nV)還有助于提高測試精度，使其能夠檢測到10 pA至100 mA之間的光電電流。不僅其200 V的電壓范圍支持擊穿電壓測量，而且脈沖模式也可避免連續(xù)加熱對高功率LED造成的損壞。

與使用臺式儀器構(gòu)建的LED測試系統(tǒng)相比，使用PXI和NI SMU開發(fā)的多點(diǎn)LED測試系統(tǒng)可以在不影響測量規(guī)格和精度的情況下極大地提高測試速度，每秒可測試40個LED。這比傳統(tǒng)的LED測試系統(tǒng)快5倍。


3  Unirobotics借助NI產(chǎn)品，成功實(shí)現(xiàn)在陸地上對海洋環(huán)境進(jìn)行原型驗(yàn)證和仿真

Unirobotics是由UNIDEF和Ömür Baç創(chuàng)立的一家公司，致力于開發(fā)機(jī)器人解決方案。Unirobotics的其中一個項(xiàng)目是開發(fā)一個低成本解決方案，幫助部署在海上平臺的設(shè)備保持穩(wěn)定運(yùn)行。在海上，我們不能控制海浪或天氣，但這些因素會干擾相機(jī)、雷達(dá)和其他設(shè)備的效能。為了解決這個問題，Unirobotics開發(fā)了一個控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)可接收實(shí)時輸入，并使用一種算法來高效地實(shí)時進(jìn)行調(diào)整，讓設(shè)備在非常不穩(wěn)定的環(huán)境中保持正常工作。

為了在陸上辦公室對海洋環(huán)境進(jìn)行原型驗(yàn)證和仿真，Unirobotics決定統(tǒng)一采用LabVIEW、CompactRIO和CompactDAQ進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化開發(fā)，并根據(jù)團(tuán)隊(duì)制定的快速原型驗(yàn)證迭代測試要求來調(diào)整其設(shè)備。該團(tuán)隊(duì)由來自不同背景的工程師組成。但是大家都能快速上手LabVIEW，并且即使在出現(xiàn)團(tuán)隊(duì)失誤時也能夠維護(hù)和添加可視化代碼。

他們的所有工程師都利用NI的自學(xué)培訓(xùn)課程來熟悉NI平臺，并且在幾天內(nèi)就能夠開始采集數(shù)據(jù)并為產(chǎn)品設(shè)計(jì)和測試做出貢獻(xiàn)。即使在初步設(shè)計(jì)階段，他們也能夠與主要用戶合作，確保相應(yīng)功能集可以為他們帶來新的價值，且產(chǎn)品價格比競爭對手更低。他們的整體進(jìn)展非常迅速，從概念提出到原型通過所有必要測試，再到能滿足嚴(yán)格軍事要求的全面部署系統(tǒng)，在不到兩年的時間內(nèi)便已完成。

小編再來總結(jié)一下，以上定制化測試系統(tǒng)中用到的NI產(chǎn)品：LabVIEW、CompactRIO、CompactDAQ、FlexLogger™、PXI系統(tǒng)。