テストシステムを維持するよう設計されたPXIスイッチングおよびシミュレーションシステムで産業イノベーションを支援

航空宇宙および防衛用途向けのミッションクリティカルな機器を設計する際、失敗は許されないため、高信頼性の自動試験装置（ATE）を使用した広範なテストとシミュレーションが必要です。ATEが高性能で信頼性のあるテストを実行できるよう設計されていることを確認するだけでなく、航空宇宙および防衛産業で使用されるATEは、長いライフサイクルをサポートし、時間の経過とともに変化するテスト要件に対応する柔軟性と機動性も備えている必要があります。航空宇宙および防衛システムのテスト用に設計されたATEで部品を変更する必要がある場合、再検証プロセスはコストと時間の両面で煩雑になる可能性があります。そのため、統合業者や最終ユーザーは、長期の生産とサポートを見越して計画するサプライヤーと協力することが非常に重要です。

このケーススタディは、ピケリングのスイッチングおよびシミュレーション製品が、ハイパフォーマンスで高信頼性のATEを必要とするインテグレーターおよび航空宇宙・防衛企業の特有のニーズをどのようにサポートするかの2つの例を探ります。

ピッカーリングはインテグレーターがテストソリューションを差別化するのを支援します

インテグレーターとして、米国の航空宇宙・防衛産業の主要企業のためにテストソリューションの開発入札を行う際には、いくつかのソリューションプロバイダーから激しい競争に直面する可能性があります。多くの大量生産消費財とは異なり、価格がこれらの企業にとって決定的な要因になることはほとんどありません。代わりに、航空宇宙・防衛の請負業者は、現在のテストニーズだけでなく、今後10年から20年先まで対応できる柔軟なソリューションの開発に非常に重点を置いています。

統合者にとって、これは、進化する要件に対応できるほど自分のソリューションが柔軟であることを確認すると同時に、エンドユーザーにいくつかの他の独自の価値提案を提供する必要があることを意味します。しかし、多くのベンダーのコンポーネントを使用して複雑なテストソリューションを作成している場合、これは難しいことがあります。

最近、ピケリングは長期的なインテグレーター・パートナーであるDMCと協力して、テストソリューションを差別化し、精密な地上支援機器用のPXIベースのテストシステムを構築する契約を獲得しました。このテストシステムにおいて、DMCは選定したすべてのサプライヤーが、以下の条件下で以下の主要な要件を満たすのを支援できることを確認する必要がありました。トソリューションを作成している場合、これは難しいことがあります。

長寿命と長期サポートが重要であったため、システムはPXIモジュールとLXIメインフレームへのEthernetベースの通信の組み合わせを使用することになった。コンポーネントは、15年から20年以上サポートされるためには、これらのオープンスタンダードプラットフォームと互換性がある必要があった。

２．すべての部品は信頼性を考慮して設計する必要がありました。なぜなら、故障が信号の誤作動やショートを引き起こし、危険な状況や高価な試験機器の損傷を招く可能性があるからです。

３．システムは、実行時の操作中に障害を容易かつ早期に検出できるコンポーネントも必要としていました。

これらの要件を満たすために、DMCは高い信号完全性を提供し、テストシステムの安全性を確保し、故障を迅速に検出する能力を持ち、かつ長期的なサポートを約束するさまざまなスイッチで構成されるスイッチングソリューションを必要としていました。DMCはPickeringとほぼ15年間にわたって協力してきたため、当社と簡単に協力して、すべてのエンドユーザーの独自の要件を満たすスイッチングソリューションを構築できることを知っていました。このことが可能であると知っていた理由は、当社が提供する幅広い商用オフ・ザ・シェルフ（COTS）スイッチに加え、標準製品を改造して必要な正確な機能を提供するスイッチングソリューションを作る経験があることに精通していたからです。

DMCとこのシステムのスイッチング要件を確認した後、標準のスイッチではこのテストソリューションのすべてのスイッチングニーズを満たせないことが明らかになりました。スイッチが期待通りに動作しないリスクが多いため、DMCはDUTと測定機器の間で信号の完全性に問題を引き起こす可能性のあるスイッチを使用するリスクを取ることを望みませんでした。

最小限の非反復的エンジニアリング（NRE）コストで、私たちはDMCと協力してPXIベースのスイッチングポートフォリオを拡張しました。私たちは、このエンドユーザーが必要とする正確な仕様を満たすスイッチングモジュール（40-619シリーズ）を開発し、接点状態を直接監視し、現場でリレーの故障を検出する能力を提供しました。また、私たちは以下の製品を通じて、DMCのテストソリューションの安全性と信頼性の向上を支援しました。

60-103B-002 LXI モジュラー・スイッチング・シャーシ – 標準の 60-103B シャーシに機能を追加し、システム障害発生時にリレーを非同期的に開放する安全機能を備えた新しいモジュラー・スイッチング・シャーシを開発しました。

40-792 シリーズ PXI 2MBit/s 75Ω トリビュート・デイジーチェーン・スイッチ – 既存の市販品スイッチを改造し、75Ω インピーダンス整合通信信号のスイッチングのために DMC が推奨するトポロジーを提供しました。

テストシステムが設置される環境によって引き起こされる潜在的に危険な状況のリスクを低減するため、すべてのモジュールにコンフォーマルコーティングを施しました。

このアプリケーションで使用されるPickeringのPXI監視マルチプレクサ、PXIトリビュートデイジーチェーンスイッチ、LXIモジュラー切替シャーシ

当社は、他のCOTS製品と同様に長期サポートの保証があるセミカスタム部品を迅速かつコスト効率よく提供できる能力のおかげで、競合他社の製品と比べてDMCのソリューションを向上させることができました。

当社の製品の柔軟性を超えて、私たちはDMCにいくつかのその他の利点も提供し、競合他社のオプションとの差別化をさらに明確にするのに役立てました。まず、このスイッチングソリューションは高いチャネル密度を可能にし、これはこのテストソリューションが競合他社のオプションよりも小さいフットプリントを提供することを意味します。さらに、通信信号のスイッチングおよびルーティングにおいて、当社のソリューションは優れたインピーダンス整合を提供し、反射が発生して信号の完全性を乱し、テスト結果が不良になる可能性を回避します。また、このソリューションには独自の「フェイルセーフモード」を提供しており、外部信号がシャーシに入力されると、すべてのリレーを開状態に強制します。この「フェイルセーフモード」機能により、外部障害が発生した場合でもリレーがDUTをテスト機器から切断することで、テストシステムを保護することができます。

スイッチングおよびシミュレーションツールは、高密度で多目的な航空電子機器の現地試験システムをサポートします

現地で使用される軍用機に対しては、エンジニアや技術者が安全性を確保するために定期的にメンテナンスやアップグレードを行うほか、運用中の機体に問題が発生した場合には必要に応じて作業を行います。頻繁なメンテナンスが必要であり、世界中で使用される軍用飛行機の数が多いことから、メンテナンスのたびに飛行機をメーカーに戻したり、サービス技術者を現場に派遣したりするのは実用的ではありません。その代わりに、飛行機のメーカーや第三者が現地試験システムを開発し、この「デポメンテナンス」として知られるメンテナンスを、世界中のデポで現地にて行えるようにしています。飛行機の電気系の問題をトラブルシューティングする際、これらの試験システムは、コンポーネントレベルでの診断を行う代わりに、問題を解決するために交換可能な最も低レベルの交換可能ユニット（LRU）を特定するように設計されています。この方法により、修理にかかる時間と費用を節約し、飛行機をより早く運用に戻すことができます。

ある大手軍用航空機メーカーの場合、同社が構築し航空機の最終ユーザーに販売したデポ試験システムは、大型で高価でした。そのため、多くの最終ユーザーはこのシステムを購入することを望まず、メンテナンスやサポートを他の提供者に委託することを好みました。この問題を解決するために、同社はより柔軟で適応性があり、コスト効率が高く、かつ小型のシステムを開発する必要がありました。しかし、この試験システムの開発は簡単ではありませんでした。というのも、この種の診断フィールドテストでは、さまざまな信号タイプを持つ幅広いLRUをサポートする必要があるからです。例えば、モジュールはMIL-STD-1553航空電子バスと1kW電源間で切り替える必要がある場合があります。そのため、カスタム構成できる多用途のモジュラースイッチングサブシステムが不可欠です。

これらの要件を満たすために、この会社はピッカリングにアプローチしました。なぜなら、私たちが長年サポートされるPXIベースのモジュラー・スイッチングおよびシミュレーションソリューションを提供するリーダーとして認識されていたからです。最初の話し合いの中で、彼らは高密度スイッチングを実行できる目的特化型スイッチモジュールを必要としていることがわかりました。フィールドテストシステムでは携帯性が重要であるためです。これは、私たちのモジュラー・スイッチングアプローチが小さいフットプリントで多くの異なるテスト機器をサポートできることを本質的に可能にするため、私たちにとって簡単に満たせる要件でした。

このテストシステムのスイッチングを提供することに加えて、顧客は、以前のオプションに比べてPXIベースのシミュレータをテストシステムに統合するのを簡素化できるため、線形変位を測定するためにPXIベースの線形可変差動トランス（LVDT）を使用するのが最良であると判断しました。LVDTモジュールは、アビオニクス機器をテストして、センサーからの電気信号に潜在的なエラーがないか確認するために使用できます。LVDTセンサーは、LRU（プロセッサユニット、エンジンユニットなど）に接続して変位をシミュレーションする信号を生成したり、線形変位を測定して制御システムが適切に反応することを確認したりすることもできます。

ピケリングのPXIベース線形可変差動変圧器（LVDT）モジュール（41-670）

ピケリング製品を中核に使用するこの新しいPXIベースのテストシステムの結果として、この顧客は現在、デポテストに対してより競争力があり、包括的で、コンパクトな長期サポートソリューションを顧客に提供できるようになりました。

航空宇宙および防衛のATE向けピケリング製品を選択する際の主要な差別化要因設計から製造までのアジャイル開発

長年にわたり、ATEシステムの開発者たちは、広範なPickeringのスイッチングおよびシミュレーション製品ポートフォリオが、テストシステムの要件を満たすために正確に必要なものを提供していない場合でも、最適でない解決策に妥協する必要はないことに気づいてきました。代わりに、当社のエンジニアはお客様と協力してCOTS製品を修正し、必要な正確なスイッチングおよびシミュレーションソリューションを設計・開発する専門知識と意欲を持っています。一般的なPXIおよびスイッチングの専門知識に加え、すべてのATEシステムのニーズを満たす特定のソリューションを開発するためにお客様と協力する能力と意欲が、当社を他社と真に差別化しています。ほとんどの競合他社は標準のCOTS部品以上のオプションを提供していないからです。

長期にわたる製品サポートの実績

航空宇宙および防衛用途に使用されるATEの部品が陳腐化すると、新しい部品に対してシステム設計を再検証するのは非常に大きな作業となります。これらの企業は、部品が寿命を迎えてもサポートを継続してくれるというサプライヤーからの約束を必要としています。Pickeringでは、顧客が製品、テストシステム、対応するテスト手順の開発に投資する膨大な時間と費用を認識しているため、納品日から15〜20年間部品のサポートを行うという約束を提供することで、顧客のテスト投資を保護するお手伝いをしています。また、我々は、陳腐化した部品の機能的な代替品を提供することを目指しており、互換性の目的で古いバージョンの製品を特注として製造できることも多々あります。

あなたのATE要件に合った持続性のあるソリューション

いくつかの企業は、テストシステムがすぐに故障したりサポートされなくなったりした際に、スイッチングやリレーにもっと注意を払うべきだったと、失敗を経験し学びます。しかし、航空宇宙および防衛産業では、その教訓を学ぶことはあまりにも高価になります。これら2つのケーススタディで示されているように、PXIベースのATEシステムを航空宇宙および防衛用途で扱った経験と知識、そして当社の中核的な専門分野がスイッチングとシミュレーションであるという事実を踏まえれば、当社の100％はこれらのソリューションに専念しており、Pickeringはお客様のATEが計画された生産期間にわたって少なくとも耐えられるように構築されることを確実にする準備が整っています。

システムインテグレーションサービス

ペリテックは、各種センサ、信号変換モジュール、リレー、通信機器などを活用し、お客様の計測・制御システムを最適に構成します。機器単体の提供にとどまらず、以下を含む一貫したシステムインテグレーションサービスを提供します。

システム構成設計・機器選定支援
LabVIEW・PXI・CompactDAQなど計測プラットフォームとの統合
制御盤設計・製作
信号整合・インターフェース設計
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ペリテックの技術力と経験を活かし、試験・計測・制御システム全体の構築をサポートします

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