柔軟で将来性のある自動テスト装置

 

Intepro社とピカリングインターフェースの緊密な提携と、オープンアーキテクチャのハードウェアに対する共通の信念は素晴らしい成果を生み出しています。そして、目的に適う適応性と拡張性に優れたATEシステムの迅速な供給は、エンドユーザーの利益にもつながっています。

1981年に設立された Intepro 社は、パワーエレクトロニクス・アセンブリのメーカーに自動テスト装置（ATE）を供給しており、航空宇宙、防衛、自動車、医療、通信、再生可能エネルギーなどの分野で活躍しています。

同社は各分野の大手企業を含むグローバルな顧客層を有していますが、同社自体はアイルランド、英国、米国を拠点とする従業員数わずか25人の比較的小規模な企業です。Intepro社は電気、機械、ソフトウェア・エンジニアリングを専門分野としています。

「当社は小規模ですが、非常に効率的な企業です」と、Intepro社のマネージング・ディレクターであるジェラルド・シーハン氏はコメントしています。「私たちは社内で培ったスキルとリソースを最大限に活用する方法を熟知し、他のスペシャリストと提携することで、顧客の実需を満たし、さらに拡張もサポートできる最適なソリューションを生み出すことができると信じています。」

Intepro社の防衛分野の顧客には、レイセオン、ロッキード・マーチン、MBDA、BAEシステムズ、クレイン・エアロスペース＆エレクトロニクス、英国国防省などが含まれます。ほとんどの企業は数十年にわたる顧客であり、Intepro社が設計、製造、設置した複雑なATE（図1に示すようなもの）を複数使用しています。

テスト対象のアセンブリには、電源やコンバータ、補助電源ユニット（APU）、DC電源、バッテリ・バックアップ・システム、インバータ、充電器、AC – DCコンバータなどがあります。さらに、航空宇宙や自動車、鉄道などの分野では電化が進んでおり、パワーアセンブリの使用が増加しているため、それに伴いATEシステムの需要も高まっています。

Intepro社は、ラムダやTDKなどを含む多くの老舗PSUメーカーにもATEシステムを供給しています。

このような量産メーカーは、Intepro社に複数の同一のATEシステムを発注する傾向があります。ある顧客が3台の同一システムを購入したのが最近の一例です。1台は顧客の設計ラボに、他の2台は製造現場に設置されました。新しいテストを開発する必要がある場合は、設計ラボで行うことができるため製造に支障をきたすことはありません。同様に、製造中に異常な結果が発見された場合は、ラボでオフラインで調査することができます。

 

オープンとカスタムの融合

Intepro社は、システムにオープンアーキテクチャのハードウェアとソフトウェアを採用し使用しています。これにより、コンポーネントとドライバの調達に関して大きな柔軟性が得られるためです。Intepro社がATEを開発する際だけでなく、顧客がシステムに追加したい場合にも、市販の計測器との統合が容易になります。

Intepro社のオープンアーキテクチャ哲学の中核は、イーサネットベースのLXI、PCベースのPXI、およびCANバス、GPIB、USB、RS-232やRS-485などのシリアルバスを含む一般的な相互接続規格を使用することです。

両社の関係は、Intepro社がスキャニング・マトリックス・カード（スイッチ・マトリクス）を独自に設計・構築し、ピカリングエレクトロニクスからリードリレーを購入していた30年以上も前に遡ります。PXI、そして後にPXIe（それぞれPCIとPCIeバスに基づく）とLXIの登場により、ピカリングインターフェースは、信号のスイッチングだけでなく、電気負荷のシミュレーションや電圧・電流ソースの提供にも対応する商用オフザシェルフ（COTS）モジュールを市場に投入しました。

「ピカリングインターフェース社からCOTSモジュールを購入し始めたのは、私たちにとって必然的な行動でした。」とシーハン氏は振り返ります。「ピカリング社はテスト、測定、シミュレーションの分野のエキスパートであり、オープンアーキテクチャのハードウェアとソフトウェアを全面的に採用していることを早い段階で認識していました。私たちの信念とビジネスモデルに完全に合致しています。」

その結果として、Intepro社がここ数十年の間に構築したATEシステムの多くには、少なくとも1つのピカリング製シャーシ（通常はLXI – 図2参照）と、スイッチ・マトリクス、高周波テストカード、電圧・電流ソース、パワーリレー・モジュール、デジタルI/Oカードなどの複数のカードが含まれています。

プロセス

Intepro社に依頼してくる顧客は、自社で設計し製造しているパワーアセンブリのサブコンポーネントをテストする必要がある場合がほとんどです。例えば、そのアセンブリは、三相交流を入力として受け入れ、それぞれが特定（最大許容）の電流に定格されている、多数の異なる電圧でDCを出力するPSUかもしれません。

そのPSUには、いくつかのパワーモジュールとコントローラ・モジュールが含まれる可能性があります。各モジュールは個別にテストする必要があります。すべてが仕様通りに動作することが証明されると、PSUは組み立てられ、全体としてテストされます。

シーハン氏は、テスト要件がほとんどのInteproプロジェクトの出発点になる傾向があると説明しています。テスト要件によって、どのソースを供給する必要があるか（例：AC、DC、またはその両方、関連する電圧、電流、電力レベル）、どの負荷を適用する必要があるか（例：インピーダンス、電圧、電流、電力レベル）、何を測定する必要があるか（例：電圧、電流、電力、タイミング測定）が規定されるためです。

当然ながら、一部の分野の顧客は、Intepro社に大まかな希望リスト以上のものを提供できない場合があります。しかし、Intepro社は常に顧客と協力し、シャーシ、ハードウェア、制御ソフトウェア、およびテスト対象ユニットと物理的にインターフェースする機械的テストフィクスチャの提供を含むソリューションの仕様を決定します。

全体的なソリューションには、通常、オシロスコープ、デジタル電圧計、ファンクション・ジェネレータなどの、完全に統合されたさまざまな機器も含まれます。データの収集と解釈も設計に組み込まれ、Intepro社は顧客と協力し、測定すべきパラメータと、任意のテストに対する合格または不合格の基準について合意します。ほとんどの場合、Intepro社はその後、ATEを完全に自動化するソフトウェアを作成します。

プロジェクトの規模にもよりますが、顧客は通常、プロジェクトの納期を3ヶ月〜9ヶ月と見込んでいます。長期間になることが多いのは、仕様の合意、回路図の作成、部品表の作成にさらに長い時間（最大数ヶ月）を費やす可能性があるためです。また、部品によっては調達に時間がかかる（2〜3ヶ月）ものもあります。

 

シャーシとモジュール

Intepro社で非常に人気のあるシャーシは、ピカリングの 18スロット 3U LXI/USBモジュラー型スイッチング・シャーシです chassis （図3参照））。これはLXI規格1.4に完全準拠しており、標準化されたイーサネットまたはUSBインターフェースを介して個別に制御できる最大18個の3U PXIモジュールを収容できます。つまり、各モジュールはアドレス指定可能なLXI準拠のデバイスです。また、このモジュールは、カーネル・ドライバを介して制御することもできます。

 

モジュールに関しては 「40-320A-101」（ 図4参照）が定番の人気製品です。これは、シングル24チャネル・マルチプレクサであり、ピカリングの 「40-310/320A」シリーズの高電圧スイッチング・モジュールの一部です。このシリーズの全モジュールは、PXIとLXIシャーシに対応しており、ピカリング社製の高品質リード・リレーを搭載しています。これらのリレーの動作時間は0.5ミリ秒未満で、最大750VDCまたは750VACピーク（最大電力10W）のホットスイッチと、最大1kVDCまたは1kVACピークのコールドスイッチが可能です。

Intepro社で人気のもう1つの製品は、高密度RFマルチプレクサの 「40-755-110」 図5参照）です。これは、50Ωまたは75Ωのバリエーションが利用可能なマルチプレクサ・シリーズの一部です。また、このシリーズはすべて、2つのコネクタ・オプションで利用できます。1つは、1.8GHz（50Ω）/ 1.3GHz（75Ω）の周波数範囲を提供するSMB（図5参照）、もう1つは、帯域幅が1.3GHzに制限されるものの、1つのPXIスロットを占有する高密度ソリューションを提供するマルチウェイ・コネクタです。これらのモジュールはPXIまたはLXIシャーシに対応しています。

“「私たちは、複数のプラットフォームで動作する特定のピカリングの汎用モジュールを標準化しようと努めています。」とシーハン氏は述べています。「そのため、新しいシステムを構築する際には、制御用のソフトウェアは既に作成されているため、これらのモジュールを優先的に使用します。こうすることで、当社の開発時間が最小限に抑えられ、顧客はコストを低く抑えることができます。」

 

将来性
オープンアーキテクチャだけでなく、可能な限り汎用性を維持するというIntepro社のアプローチは、高度なハードウェアの抽象化を実現しています。具体的には、同社のソフトウェア構築方法により、たとえばDC電源の1つを切り替えて別の電源を使用する必要がある場合でも、設定ファイルを切り替えるだけで制御ソフトウェアは以前と同じように動作します。さらに、エンジニアリングの観点からもQAの観点からも、システムを再検証する必要はほとんどありません。そして、これがIntepro社の大きなセールスポイントの1つである、システムの適応性の高さです。

将来性へのもう一つの側面は、陳腐化の影響を受けないことです。シーハン氏は、ピカリングと提携し、そのCOTS製品を使用するもう一つの利点は、部品の陳腐化が管理されている点だと述べています。

「これで私たちの頭痛の種が1つ減ることになります。」とシーハン氏は続けます。「ピカリング製モジュールの一部を標準化できるのは喜ばしいことです。元のコンポーネントが廃番になって、ピカリングがコンポーネントの一部を交換する必要が生じた場合でも、私たちは影響を受けないので安心感があります。要するに、私たちは機能性を購入しているのです。それこそが顧客が当社から購入している理由の１つです。」

汎用性も重要であり、シーハン氏は、技術的目標とビジネス/商業的目標の両方を十分に理解するための話し合いを経て、ある顧客に最近、31種類の製品をテストできるテスト・ステーションを供給したと述べています。顧客がテストする際は、テスト治具を変更するだけで済むのです。

 

結論
オープンアーキテクチャのハードウェアとソフトウェアを活用することで、ピカリングインターフェースとIntepro社は緊密に連携し、さまざまな産業分野におけるエンドユーザーの複雑な（そして時には大量の）テスト要件を満たす、統合が容易で、拡張性と適応性に優れ、将来性も備えたATEシステムを提供しています。現在の要件を満たすだけでなく、将来の変更や拡張にも対応する、（システムの複雑さを考慮すると比較的短期間で提供される）コスト効率が高く堅牢なソリューションが、さらにはこれらのお客様の利益にもつながっているのです。

 

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