中小企业玩转定制化测试靠什么?来看这三个“定制”故事

您是否在被定制化测试的问题困扰——找不到现成的低成本、高效的测试方案？是否像这些创新中小企业一样顺利解决？

Ventec在NI的支持下顺利完成了VOCSN重症监护呼吸机的测试工作；Shining Technologies利用NI SMU将LED测试的速度提高了五倍；Unirobotics借助NI产品，成功实现在陆地上对海洋环境进行原型验证和仿真

1  加速呼吸机生产测试

简介：疫情期间，通用汽车（GM）与呼吸机制造企业Ventec合作加紧生产呼吸机，呼吸机的质量不能含糊，NI为其提供了测试系统和技术支持，助力呼吸机的按时交付。来看下呼吸机生产交付背后的故事吧图片

这个项目是如何起步的？

Velentium：在《福布斯》文章中看到客户Ventec的求助信息后，我于3月17日联系了他们，并在几个小时后预订了飞往Ventec所在地西雅图的航班。我们于3月20日星期五会见了GM的相关人员，在最初的30分钟内，我就清楚地意识到这件事“十分重要”。GM派出的团队非常专业，他们为我们所有人制定了进度计划。其中我们需要在五天内尽快采购1,500多个不同的零件。真的是分秒必争。但是此项目的进展速度之快超出我的意料。

Ventec：自从该病毒开始传播以来，我们就一直在关注该病毒，但是我们没想到美国的第一个集中爆发地就出现在距离我们不到9英里的地方。在项目开始时，GM公司的一位负责人询问我们的大团队：“当你们的至亲之人急需呼吸机时，你们将如何全力以赴？” 这句话让我们陷入了沉思。在此项目的每一步中，我们都会提出新的想法。每个人都怀着集体利益为重的心态和强烈的使命感。

Velentium：在UAW的帮助下，GM奇迹般地在短短28天之内就将位于印第安纳州科科莫的一家倒闭工厂改造成了一个量产呼吸机的工厂。我们在三周半内完成了七个月的工作。

Ventec：在全球只有大约十二家重症监护呼吸机制造商的情况下，我们知道在正常生产能力的基础上逐步提高产量是无法满足紧迫的需求。全球制造商一年总共可生产6～8万台呼吸机；而仅在此时，纽约州就急需4万台呼吸机。供给显然严重不足。疫情如此严重，但我们对新冠病毒却知之甚少，这带来了很大的困难。通常，大多数患者只需要使用呼吸机一到两天，但根据我们的了解，新冠肺炎患者需要使用呼吸机的时间长达数周。我们想方设法去了解问题的严重性并满足紧迫的20万台呼吸机需求。从我们的第一次电话沟通起，我们就深知，只有各方明确且坦诚地说出自己的能力范围，这个项目才能成功。

你们是如何ENGINEER AMBITIOUSLY并完成这一目标的呢？

Velentium：我们接到了白宫的行政命令，任务很明确：尽快将产量提高到每月生产1万台设备。根据计算，我们需要141个测试台才能实现这个目标。我曾前往Ventec，了解我们是否可以帮忙直接生产呼吸机，但根据GM的项目规模，我们发现我们需要做的是利用公司的能力来搭建所需的测试系统。这就要求我们所有的合作伙伴，尤其是NI，需要创造性地思考从供应链到系统组装再到物流等各个环节的流程。

Ventec：在与GM第一次会面之前，如果有人问我这样是否行得通，我可能会说不可能。在短短几个月内从每月制造约200台呼吸机增长到1万台甚至更多看似不可能。但是在这个项目中，每个公司各展所长，各司其职，并坦诚自己的优势和劣势。这创造了一个可以快速创新的环境。人们问我，在实现这一目标的过程中，是否有秘诀？没有秘诀，我们只是十分清楚需要完成的目标并达成了共识。GM在汽车方面的专业知识和安全文化恰好能够很好地契合医疗制造企业对精度的高要求。与GM的合作使我们的生产能力超出常规80倍以上，而这需要从一开始就具有灵活且富有创意的思维。

测试发挥了怎样的作用？

Velentium：组装时每一步都需要进行相应的测试。组件测试可提高制造效率，而最终的测试可确保产品质量合格并可正常运行。测试系统的运输非常重要，以至于UPS专门在休斯敦给我们提供了一架飞机，我们才得以将第一批测试系统运输到现场。

Ventec：从一开始就与Velentium这样的合作伙伴以及像NI这样在中间充当纽带作用的公司进行合作，对于我们以史无前例的速度与GM开展合作并快速完成项目是必不可少的。

Velentium：我曾与Ventec的最终测试人员交谈，向他询问有关呼吸机测试的事情。他说，这是有史以来最有意义的工作，因为每次完成呼吸机测试时，他都会想到这可以挽救10个人的生命(平均每台呼吸机可以挽救10个人的生命)。如果没有NI为团队提供支持，我们将无法按时完成任务。LabVIEW测试产品的多功能性使其能够迅速扩展，尤其是在项目的生产线从一条扩展到两条，而且时间紧迫的情况下，这一特性就变得至关重要。如果没有灵活的NI测试产品帮助我们进行各种扩展和调整，支持我们创造性地解决问题，即使我们编写出来软件，也无法根据项目不断变化的环境需求来选择测试。


2  Shining Technologies将LED测试的速度提高了五倍

小编先来一下概括LED测试系统的设计、制造厂商Shining Technology遇到的挑战以及使用的解决方案图片。

➣ 挑战

不断降低的价格迫使LED制造商寻找产量更高、成本更低的测试系统，而且这些系统必须能够覆盖相同的测试计划，并保持同样的测量精度。

➢ 解决方案

NI PXIe-4137采用SourceAdapt技术，可加快测试速度，利用脉冲和200 V电压范围功能来测量击穿电压并测试大功率LED，而且它具有1.8 MS/s的数字化速率，使得晶闸管测试无需再使用示波器。

高速SMU可降低硬件采购成本

热阻是LED测试中的关键方面，通常在封装LED后进行检查，用于检测散热不足或LED流明衰减过快等问题。在测试LED的热阻时，会施加较低的恒定电流，并绘制正向电压施加前后的热曲线图。但是，由于之前的SMU采样率不足，因此在测试时经常需要额外使用示波器，而这会增加硬件采购的成本。

现在，Shining Technologies采用NI SMU，其采样率为1.8 MS/s，这一特性在业界首屈一指。SMU能够同时测量在同一通道中传播的高精度电压和电流。这不仅降低了硬件采购成本，而且简化了测试系统的复杂性，避免了必须使用低采样分辨率示波器等问题。

多点LED测试仪在生产线测试中的应用趋势

LED的电学性能测试通常包括检查I-V曲线。较差的I-V特性会直接影响LED背光LCD的颜色和亮度，从而导致显示质量下降。我们可以通过I-V曲线测量来确定LED点亮时是否会出现过冲，从而确保LED的质量。

由于LED的尺寸很小，因此测试系统的机械结构设计难度非常大。而且，由于市场需求的增加和价格的下降，先前使用的单通道LED测试系统已经无法再满足需求。因此，必须在生产线上配备多点LED测试系统。

Shining Technologies提供的专用多点光电测试技术帮助克服了多点探针台中的许多机械难题。而且Shining Technologies使用NI单板RIO作为自动化机器的核心控制系统，并使用自动化测试PXI平台作为其基本架构，从而将探针台和测试系统集成到单个PXI系统中。除了提供10 A的电流范围(脉冲)和200 V的电压范围外，NI SMU的高分辨率(100 fA或100 nV)还有助于提高测试精度，使其能够检测到10 pA至100 mA之间的光电电流。不仅其200 V的电压范围支持击穿电压测量，而且脉冲模式也可避免连续加热对高功率LED造成的损坏。

与使用台式仪器构建的LED测试系统相比，使用PXI和NI SMU开发的多点LED测试系统可以在不影响测量规格和精度的情况下极大地提高测试速度，每秒可测试40个LED。这比传统的LED测试系统快5倍。


3  Unirobotics借助NI产品，成功实现在陆地上对海洋环境进行原型验证和仿真

Unirobotics是由UNIDEF和Ömür Baç创立的一家公司，致力于开发机器人解决方案。Unirobotics的其中一个项目是开发一个低成本解决方案，帮助部署在海上平台的设备保持稳定运行。在海上，我们不能控制海浪或天气，但这些因素会干扰相机、雷达和其他设备的效能。为了解决这个问题，Unirobotics开发了一个控制系统，该系统可接收实时输入，并使用一种算法来高效地实时进行调整，让设备在非常不稳定的环境中保持正常工作。

为了在陆上办公室对海洋环境进行原型验证和仿真，Unirobotics决定统一采用LabVIEW、CompactRIO和CompactDAQ进行标准化开发，并根据团队制定的快速原型验证迭代测试要求来调整其设备。该团队由来自不同背景的工程师组成。但是大家都能快速上手LabVIEW，并且即使在出现团队失误时也能够维护和添加可视化代码。

他们的所有工程师都利用NI的自学培训课程来熟悉NI平台，并且在几天内就能够开始采集数据并为产品设计和测试做出贡献。即使在初步设计阶段，他们也能够与主要用户合作，确保相应功能集可以为他们带来新的价值，且产品价格比竞争对手更低。他们的整体进展非常迅速，从概念提出到原型通过所有必要测试，再到能满足严格军事要求的全面部署系统，在不到两年的时间内便已完成。

小编再来总结一下，以上定制化测试系统中用到的NI产品：LabVIEW、CompactRIO、CompactDAQ、FlexLogger™、PXI系统。