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1現(xiàn)代裝備環(huán)境下，自動化測試系統(tǒng)越來越重要

我們還應該看到任何一臺電子系統(tǒng)或裝備，都會經(jīng)歷從研制、設計再到生產(chǎn)等多個環(huán)節(jié)。而在這所有環(huán)節(jié)中，都會涉及到測試測量和驗證，這也就意味著在全壽命周期中都會有自動化測試系統(tǒng)的身影。所以，在航空航天以及國防電子領域，隨著電子裝備系統(tǒng)的不斷進步，無論在裝備保障還是在產(chǎn)品的全壽命周期，自動化測試系統(tǒng)都已成為不可或缺的重要組成部分。

2自動化測試系統(tǒng)發(fā)展及面臨的問題

綜合國內(nèi)外的應用情況，自動化測試技術在幾十年前就已經(jīng)應用在航空航天與國防電子領域，在應用過程中測試技術也在不斷地完善和發(fā)展。第一代自動化測試系統(tǒng)初步實現(xiàn)了自動化測試這一概念，由儀器替代人工來實現(xiàn)相關測試任務；第二代測試系統(tǒng)則引入了通用化、標準化的概念，使得儀器系統(tǒng)更加綜合化；第三代測試系統(tǒng)更以“開放化”為核心，引入先進商業(yè)技術和貨架產(chǎn)品，降低測試成本。這些推動了自動化測試系統(tǒng)在航空航天與國防領域的廣泛應用。但是雖然歷經(jīng)了幾代技術的變革演進，時至今日，自動化測試系統(tǒng)依然面臨著不少挑戰(zhàn)和困境：1)高昂的擁有成本。針對復雜的被測對象，測試系統(tǒng)在保證測試質(zhì)量的同時，還要完成繁復的測試任務，這往往意味著長周期的開發(fā)時間和昂貴的系統(tǒng)費用。而且一旦被測對象發(fā)生變化，測試系統(tǒng)也需要進行相應的升級和更換，會帶來更多工作負擔和費用。2)通用性不足。各個系統(tǒng)獨立設計完成，沒有統(tǒng)一標準的規(guī)范，導致測試系統(tǒng)型號繁多互不通用，給后勤保障帶來極大的壓力。同時因為系統(tǒng)間的不通用，也會帶來重復設計、重復投資的現(xiàn)象，間接提高測試成本。此外，還有“用戶端的測試數(shù)據(jù)和設計端測試數(shù)據(jù)無法連接”、“對操作人員要求高”等問題。綜合看來，這些問題所涉及到的不單是測試技術本身和儀器技術指標的問題，更多的是儀器系統(tǒng)架構的問題。

3下一代自動化測試系統(tǒng)與“合成儀器”

正式因為這些困難和挑戰(zhàn)，國內(nèi)外不少專家學者都已經(jīng)參與到下一代自動化測試系統(tǒng)概念的討論。在這些討論中，對自動化測試系統(tǒng)共同的要求就是：1)降低全周期的開發(fā)維護費用；2)增強通用性和互操作性，提供最大的系統(tǒng)靈活性；3)進一步提高測試質(zhì)量。下一代自動化測試系統(tǒng)概念的一個典型代表就是美國的“NxTest”（nextgenerationautomatictestsystems）系統(tǒng)概念。此系統(tǒng)概念關注于：如何降低自動化測試系統(tǒng)的全周期費用，如何提供系統(tǒng)靈活性和互操作性，如何降低系統(tǒng)開發(fā)、部署和升級時間，以及如何減小后勤保障規(guī)模和占地空間?；谶@樣的目的，“NxTest”提出要采用開放的軟硬件體系及商用標準架構為構建思想。從這里可以看到，隨著下一代自動化測試系統(tǒng)概念的提出，對系統(tǒng)架構有著更高的要求，而“合成儀器”的架構概念也在這時受到越來越多地關注?！昂铣蓛x器”架構即采用標準的測試硬件模塊組成通用的儀器系統(tǒng)，測試測量任務與升級完全由測試軟件來實現(xiàn)。在這種架構下，自動化測試系統(tǒng)將由原先臺式儀器系統(tǒng)的模式逐漸過渡到模塊化儀器系統(tǒng)的模式，同時會格外強調(diào)軟件在整個測試系統(tǒng)當中的重要性。這樣的架構改變帶來的好處是顯而易見的：1)借助模塊化硬件的優(yōu)勢，系統(tǒng)本身也更加靈活和冗余，通過簡單更換模塊來更新或者升級系統(tǒng)，節(jié)省了大量硬件投入成本，也為系統(tǒng)的通用性奠定了基礎；2)儀器系統(tǒng)將會更加小巧，在有限空間內(nèi)集成度將會更高，以適應更為復雜的測試任務；3)模塊化系統(tǒng)的背板定時同步功能也使得基于模塊化儀器的系統(tǒng)擁有遠好于臺式儀器系統(tǒng)的系統(tǒng)性能。這些優(yōu)點有相當一部分是得益于模塊化的硬件平臺的應用。也正因為如此，作為“NxTest”概念實施項目之一的海軍型“eCASS”自動化測試系統(tǒng)在2012年就采購了NI公司的PXI模塊化儀器平臺來作為其系統(tǒng)硬件架構核心。類似的，BAE公司也采用NIPXI平臺替代原有VXI平臺實現(xiàn)“合成儀器”概念下的新型測試系統(tǒng)。同時，在“合成儀器”架構下，軟件相比于以往發(fā)揮著更為重要的作用。所有儀器功能和任務的定義都用軟件來完成，實現(xiàn)由軟件來“決策”在何種測試任務下調(diào)用何種測試硬件資源，同時“實施”復雜測試任務的管理和優(yōu)化。軟件層面將會傾入設計者的更多心思，來考慮如何保證系統(tǒng)測試功能完整性的同時減少系統(tǒng)日后的升級負擔。軟件也從原先測試程序開發(fā)的單一層次過渡到集成系統(tǒng)服務、測試程序開發(fā)和測試管理三者一體的架構上?？紤]到這些因素，洛克希德馬丁公司在其“LM-STAR”項目中運用NITestStand測試管理軟件和NILabWindows/CVI來實現(xiàn)開放式的軟件架構進行系統(tǒng)的構建，有效繼承了以往測試程序集（TPS）的同時提供了足夠的系統(tǒng)靈活性。

4結語

隨著電子裝備系統(tǒng)越來越多的應用，自動化測試系統(tǒng)與技術仍然面臨著困難和挑戰(zhàn)。在這一形勢下，下一代自動化測試系統(tǒng)概念被廣泛討論，其中核心之一就是“合成儀器”的架構概念。而這一架構概念改變了以往臺式儀器系統(tǒng)的模式，取而代之的是模塊化儀器系統(tǒng)的模式，同時強調(diào)軟件的關鍵作用。下一代自動化測試系統(tǒng)概念已經(jīng)開始融入各個新型測試系統(tǒng)項目的構建，也在預期的未來會更多地應用到航空航天與國防電子領域，讓我們拭目以待。

作者：劉旭陽單位：美國國家儀器有限公司