「有多少人搭機飛來奧斯汀?」為了說明連網系統日益複雜帶來的測試挑戰以及開放軟體平台的重要性,NI全球銷售與行銷執行副總裁Eric Starkloff在NIWeek 2018一開場就對與會工程師拋出了問題,讓工程師思考一架飛機從開發到順利飛到目的地需要多少支援系統及其複雜的設計、測試與建構過程。

他以即時連網且功能複雜的飛機相較於封閉的家用印表機為例表示,「當暴露於所需連接的變化中系統,封閉的產品將會變得脆弱,再加上如果與其他技術不相容,很快地就會被取代。」

技術生態打造的「工程世界」

整個世界正成為一個巨大的互連系統,並在真實世界之外平行發展出另一個由軟體、電子與網路組成的工程世界,反過來定義著我們的現代生活。Starkloff強調,在這個以技術生態打造的「工程世界」中,需要一個為其進行設計、測量與改善的基本途徑。封閉的途徑無法持續擴展以滿足互連系統的複雜要求。因此,我們必須以如何打造工程世界的方法擁抱系統思考。

例如智慧型手機。Starkloff說:「手機雖然有著強大的技術和精緻的外觀設計,但是,究竟是實體產品還是其上的開放軟體、數百萬應用程式(APP)與雲端服務存在更多價值?」

NIWeek 2018 platform

開放平台激發工程師創造力

工程社群一直處於系統思維的最前線,並且致力於採取不同方法來建構系統。例如,透過軟體定義的系統平台,不僅克服了自動化測試與測量應用,也為許多長久存在的問題找到了解決之道。因此,他強調唯有開放平台才能突破限制,讓工程師利用創造力和專業知識打造所需的設計。

在開放的生態系統中,少不了合作夥伴。NI自動化測試產品行銷副總裁Luke Schreier接著介紹來自不同產業的三家合作夥伴——Mazda、Honeywell Aerospace和NXP,邀請他們分別介紹如何採取不同途徑——開放式平台,在各自不同的產業中推動先進技術進展的案例。Schreier強調,這三家公司分別代表著「測試領域中面對最嚴峻挑戰」的產業——汽車、航太和半導體。

NIWeek 2018 Industry

面對最嚴峻測試挑戰的產業

汽車產業

就像當今業界的其他車廠一樣,跨國汽車製造商馬自達(Mazda)正著眼於技術融合與差異化的機會。馬自達資深首席工程師Tomohiko Adachi指出,隨著車輛中增加的電子元件越來越多,該公司的電子測試和研究部門為了評估所有電子元件的「邏輯」(元件功能)和「穩健性」(極端環境中以正確邏輯操作的能力),必須著手打造基於模型的自動化驗證系統。然而,特定元件難以建模,而要驗證與人類駕駛人互動的車用系統也極具挑戰性。

因此,馬自達採用PXI和可重配置的I/O模組進行硬體迴路(HIL)測試來驗證軟體,並以機器人和影像處理實現自動化系統,其後並因應需求擴充升級系統,陸續添加雜訊模擬器來評估穩健性、產生各種語言和風格的語音合成系統,以及GPS模擬器來產生模擬無線電訊號。

NIWeek 2018 Mazada

Adachi表示,NI與馬自達聯打造出首款能夠為多個協同運作的電子元件自動評估其邏輯和穩健性的系統,而且還大幅減少了工作量。相較於原有的測試系統,測試時間和所需的工時縮短了90%。

航空與航太

總部位於美國新澤西州的Honeywell Aerospace致力於為飛機提供下一代連網服務,因而部署了數千個測試站以支援分佈在十幾個部門的幾百種不同產品線,然而不同產品線之間重複使用製造資產的效率低,加上人力管理困難,限制了全球員工的靈活性,並導致高額的資本成本。

Honeywell Aerospace首席工程師Mark Keith說:「由於每個團隊都有自己的最佳化工作流程、軟體偏好以及供應商關係,而每個產品也都有獨特的要求,在全球組織中尋找共同性的挑戰令人生畏。」因此,Honeywell的挑戰就在於如何為全球團隊及其產品開發流程中找到標準化。

NIWeek 2018 Honeywell

Keith說,「錢都藏在軟體中」。然而,由於存在數十種傳統的商業軟體標準化,每個團隊都會根據自己的喜好和變化來進行測試。Honeywell Aerospace在開發軟體方面存在許多變數,因此,首要任務是創建一個使用率非常低的標準工具集。

Honeywell Aerospace選擇NI TestStand作為測試執行開發的平台。TestStand提供了一個可重用性的標準架構,同時允許跨不同專案之間的客製化。Honeywell Aerospace還選擇了LabVIEW、LabWindows/CVI和Microsoft Visual Studio作為開發程式碼模組的標準選項。透過基於NI系統打造的軟體測試平台,協助Honeywell Aerospace降低了40%的成本,並簡化資產風險管理。

半導體產業(5G)

恩智浦半導體(NXP)執行副總裁David Reed指出,5G所需的高頻寬與高性能要求在新頻段部署新的無線架構。然而,在實際建置時涉及毫米波頻譜(mmW)、使用模擬波束成形最佳化訊號強度的挑戰,而且還必須透過大規模MIMO增加蜂巢式基地台的天線數,使得更多數據湧入相同數量的頻譜,未來的混合訊號前端模組將更進一步整合但卻也變得高度複雜,而且對於測試這些設備的工程師帶來了沉重負擔。

NIWeek 2018 NXP

相較於大多數手機的功率放大器(PA),5G小型蜂巢式基地台的PA測試需要更高功率,但其功率要求又低於大型基地台,因此非常適合採用具備開放性和靈活性NI STS測試平台。

Reed指出,相較於其他ATE系統,當我們開始在STS上開發後,測試時間縮短了一半,而且還降低了單元測試成本,讓5G的早期開發成果看起來極具發展前景。