항공우주 및 방위: 테스트 시스템을 위해 설계한 PXI 스위칭 및 시뮬레이션 솔루션으로 산업 혁신을 지원
항공우주 및 방위 분야의 임무 수행에 필수적인 체계 장치의 설계는 하나의 오류도 허용하지 않습니다. 따라서, 신뢰성이 높은 자동화 테스트 장비(ATE)를 사용한 광범위한 테스트와 시뮬레이션이 필요합니다. 항공우주 및 방위 산업에서 사용되는 ATE는 고성능이면서 테스트를 안정적으로 실행하도록 보장하는 것 뿐만 아니라, 긴 수명을 지원하고 시간이 지남에 따라 진화하는 테스트 요구 사항을 충족하는 데 필요한 재구성의 유연성과 신속성을 제공해야합니다. 항공우주 및 방위 체계 테스트를 위해 설계된 ATE에서 구성 요소를 변경해야 하는 경우 재검증 프로세스가 번거롭고, 비용과 시간이 많이 소요될 수 있으므로 테스트 시스템 통합업체와 최종 사용자는 장기적인 생산 및 지원 계획을 갖고 있는 공급업체와 협력해야 합니다.
이 사례 연구에서는 피커링 스위칭 및 시뮬레이션 제품이 고성능, 고신뢰성 ATE가 필요한 통합업체와 항공우주 및 방위 기업 모두의 고유한 요구
사항을
어떻게
지원하는지에
대해
두
가지
예를
들어
살펴봅니다
.
피커링은 시스템 통합업체의 테스트 솔루션 차별화 지원
미국 항공우주 및 방위 산업 핵심 업체의 테스트 솔루션 개발 입찰에 참여할 때 여러 솔루션 제공 업체들 간의 치열한 경쟁이 있을 것입니다. 종종 가격은 결정 요인이 아닙니다. 대신, 수요 업체는 현재의 요구 조건을 만족하는 것 뿐만 아니라 10년 또는 20년 후에도 적용할 수 있는 유연성을 가진 시스템의 개발에 중점을 둡니다.
이는 테스트 시스템이 진화하는 요구 사항을 충족할 수 있을 만큼 재구성의 유연성과 신속성을 제공해야하는 것과 최종 사용자를 위한 다른 고유한 가치 제안을 제공해야 함을 의미합니다. 그러나 많은 공급업체의 구성 요소를 사용하여 복잡한 테스트 솔루션을 만드는 경우에는 이 작업을 수행하기 어려울 수 있습니다.
최근 피커링은 오랜 기간 시스템 통합 파트너였던 DMC와 차별화된 테스트 솔루션과 정교한 지상 지원 장비를 위한 PXI 기반 테스트 시스템 구축 입찰 참여를 위하여 협력해왔습니다. 이 테스트 시스템 구축을 위하여, DMC는 선택한 모든 공급업체가 다음 주요 요구 조건을 충족할 수 있는지 확인해야 했습니다.
- 제품의 긴 수명과 장기 공급이 중요하므로 시스템은 이더넷 통신으로 제어되는 LXI 섀시와 PXI 모듈의 조합이어야 함. 시스템 구성 요소는 최소 15년에서 20년 이상 공급되어져야 하는 산업 표준형 개방 플랫폼과 호환성을 유지해야 함.
- 위험한 상황이나 고가의 테스트 장비에 손상을 줄 수 있는 오작동 또는 쇼트 등을 방지하기 위하여, 시스템은 신뢰성을 고려하여 설계되어야 함,
- 시스템은 작동 중의 오류를 빠른 시간 내에 쉽게 검출할 수 있는 부속품으로 구성되어야 함.
이러한 요구 사항을 충족하기 위해 DMC는 높은 신호 무결성을 제공하고, 테스트 시스템 안전을 보장하고, 결함을 신속하게 감지할 수 있는 기능을 제공하고, 장기적인 지원을 제공하는 다양한 스위치로 구성된 스위칭 솔루션이 필요했습니다. DMC는 거의 15년 동안 피커링과 협력해 왔기 때문에 최종 사용자의 고유한 요구 조건을 모두 충족하는 스위칭 솔루션을 설계하기 위해 쉽게 협력할 수 있다는 것을 알고 있었습니다. 그들은 우리가 제공하는 광범위한 상용(COTS) 스위치 외에도 필요한 정확한 기능을 제공하는 스위칭 솔루션을 생산하기 위해 표준 제품을 수정, 공급 받은 경험이 있기 때문에 이것이 가능하다는 것을 알고 있었습니다.
DMC와 스위칭 요구 조건을 검토한 후, 표준 상용 스위치는 이 테스트 솔루션의 모든 스위칭 요구 조건을 충족하지 못한다는 것이 분명해졌습니다. 따라서, DMC는 DUT와 측정 장비 간에 신호 무결성 문제를 일으킬 수 있는 상용 스위치는 배제하기로 하였습니다.
당사는 최소한의 1회성 엔지니어링 (NRE) 비용으로 DMC와 협력하여 PXI 기반 스위칭 포트폴리오를 확장했습니다. 이 새로운 스위칭 모듈(40-619 시리즈)은 접점 상태를 직접 모니터링하고 즉석에서 릴레이 오류를 감지할 수 있는 기능을 제공함으로써 최종 사용자가 요구하는 조건을 충족합니다. 또한, DMC가 다음 제품을 통해 테스트 솔루션의 안전성과 신뢰성을 향상시킬 수 있도록 도왔습니다.
- 60-103B-002 LXI 스위칭 섀시 – 당사의 표준 60-103B 섀시에 새로운 기능을 추가한 모델이며, 시스템에 오류가 발행했을 때 릴레이를 강제로 열린 상태로 만듦으로써 시스템을 보호하고 안전을 보장합니다.
- 40-792 시리즈 PXI 2MBit/s 75Ω 트리뷰터리 데이지-체인 스위치
–기존 상용 스위치를 수정한 모델이며,
75Ω 임피던스 통신 신호를 스위칭합니다.
시스템이
사용되는
열악한
환경으로
인한
잠재적인
위험
상황을
방지하기
위해
모든
모듈을
컨포컬
코팅하였습니다.
DMC의 요구 조건에 따라 개발된 PICKERING PXI 릴레이 상태 모니터 멀티플렉서,
PXI 트리뷰터리 데이지-체인 스위치 모듈, LXI 스위칭 섀시
다른 상용 제품과 마찬가지로 장기적인 지원을 보장하는 맞춤형 제품을 빠르고 비용 효율적으로 공급할 수 있는 당사 능력의 결과로 DMC 솔루션의 타사 대비 경쟁력이 확보되었습니다.
제품 유연성 외에도 DMC에 경쟁사 솔루션과 더욱 차별화되는 몇 가지 다른 이점을 제공했습니다. 첫째, 이 스위칭 솔루션은 높은 채널 밀도를 가능하게 하며, 이는 이 테스트 솔루션이 경쟁사 것보다 더 작은 설치 공간을
제공한다는 것을 의미합니다. 또한 통신 신호의 스위칭 및 라우팅을 위해 당사의 솔루션은 우수한 임피던스 정합을 제공하여 신호 무결성을 향상시킵니다. 또한 모듈에 고유한 "안전 장치 모드"가 있어서 예기치 않은
외부 신호가 섀시에 유입될 때 모든 릴레이를 강제로 열린 상태로 만듭니다. 이 "페일세이프 모드" 기능을 통해 릴레이는 외부 오류 조건이 발생할
경우
테스트
장비에서 DUT
를
분리하여
시스템을
보호할
수
있습니다.
스위칭 및 시뮬레이션 제품으로 고밀도, 다목적 항공전자 야전 테스트 시스템 구축
현장에 있는 군용 항공기의 경우, 엔지니어 또는 기술자는 정비를 수행하고 정기적으로 업그레이드하여 안전을 보장할 뿐만 아니라 사용 중인 항공기에 문제가 있을 때 필요에 따라 업그레이드합니다. 잦은 유지 보수가 필요하고 전 세계적으로 많은 군용 항공기가 사용되고 있기 때문에 유지 보수가 필요할 때마다 비행기를 제조업체에 다시 보내거나 서비스 기술자를 현장으로 보내는 것은 실용적이지 않습니다. 대신, 비행기 제조업체 또는 타사에서 현장 테스트 시스템을 개발하여 창고 유지 보수(Depot Maintenance)라고 하는 이러한 유지 관리를 전 세계 창고의 현장에서 수행할 수 있습니다. 비행기의 전기 문제를 수리할 때, 이러한 시스템은 부품 레벨로 진단을 수행하는 방법 대신 문제를 해결하기 위해 교체할 수 있는 가장 낮은 수준의 LRU(라인 교체 가능 장치)를 테스트하도록 설계되었습니다. 이 접근 방식은 수리 시간과 비용을 절약하고 비행기를 훨씬 빠르게 다시 운행하는 데 도움이 됩니다.
한 대형 군용 비행기 제조업체의 경우, 그들이 제작하여 비행기의 최종 사용자에게 판매하는 창정비 테스트 시스템은 크고 비쌌습니다. 따라서 많은 최종 사용자는 이 시스템의 구매를 원하지 않았으며 다른 업체와 유지 보수
및 지원을 계약하는 것을 선호했습니다. 이 문제를 해결하기 위해 제조업체는 보다 유연하고, 적응력이 뛰어나며, 비용 효율적이며, 더 작은 시스템을 개발해야 했지만 이러한 유형의 현장 테스팅은 다양한 신호 유형의
다양한 LRU를 지원해야 하기 때문에 이 테스트 시스템의 개발은 간단하지 않았습니다. 예를 들어, MIL-STD-1553 항공 전자 버스와 1kW 전원 공급 장치를
스위칭해야
하는
모듈이
필요할
수
있습니다
.따라서
,다양한
구성이
가능한
모듈식
스위칭
서브시스템이
중요합니다
.
이러한 요구 사항을 충족하기 위해 이 회사는 수년간 그들을 지원해 온 피커링이 PXI 기반 모듈형 스위칭 및 시뮬레이션 솔루션을 공급하는 리더로 인정했기 때문에 피커링을 우선 협업 업체로 지명하였습니다. 초기 논의 중, 현장 테스트 시스템은 휴대성이 중요하기 때문에 고밀도 스위칭을 수행할 수 있는 특수 제작된 스위치 모듈이 필요하다고 양사가 결정했습니다. 이는 피커링의 모듈형 스위칭 접근 방식이 본질적으로 작은 설치 공간에서 다양한 테스트 장비를 지원할 수 있기 때문에 쉽게 충족할 수 있는 요구 사항이었습니다.
고객사는 이 테스트 시스템의 스위칭 솔루션 뿐만 아니라, 선형 변위를 시뮬레이션하는 피커링 PXI 기반 LVDT 시뮬레이터도 시스템에 사용할 것을 결정하였습니다. 이는 고객사의 이전 방법에 비해 피커링 PXI 기반 LVDT 시뮬레이터가 시스템 통합을 간략화할 수 있기 때문이었습니다. 모듈은 항공 전자 장비를 테스트하여 센서의 전기 신호를 읽고 잠재적 인 오류를 확인하는 데 사용할 수 있습니다. LVDT 센서는 LRU(프로세서 장치, 엔진 장치 등)에 연결하여 변위를 시뮬레이션하고 선형 변위를 측정하여 제어 시스템이 적절하게 반응하도록 신호를 생성할 수도 있습니다.
피커링 PXI 기반 선형 변위 차동 트랜스포머(linear variable differential transformer-LVDT) 모듈(41-670)
피커링 제품을 핵심으로 사용하는 새로운 PXI 기반 테스트 시스템의 결과로, 이 고객사는 이제 그들의 고객에게 창정비 테스트를 위한 보다 경쟁력 있고 포괄적이며 컴팩트한 솔루션을 공급하고, 장기적으로 지원할 수 있게 되었습니다.
항공우주 및 방위 ATE 설계부터 생산까지 피커링 제품을 선택하는 이유
수년동안 피커링과 거래해 온 ATE 시스템 개발업체들은 피커링의 방대한 스위칭 및 시뮬레이션 제품에 그들 시스템 요구 조건에 정확히 맞는 제품이 없다고 하더라도 차선의 솔루션을 채택하는 것에 매달릴 필요가 없다는 것을 깨달았습니다. 대신, 우리 엔지니어들은 고객과 협력하여 COTS 제품을 수정하여 필요한 정확한 스위칭 및 시뮬레이션 솔루션을 설계하고 개발하려는 전문 지식과 열망을 가지고 있습니다. 당사의 PXI 및 스위칭 전문 지식과 고객사의 ATE 시스템 요구를 충족하는 특정 솔루션을 개발하기 위해 고객과 협력하려는 능력과 의지의 결합은, 대부분의 경쟁업체가 표준 COTS 부품 이상의 옵션을 제공하지 않는 것과 당사를 차별화합니다.
장기간 제품 공급 및 지원에 대한 검증된 기록
항공우주 및 방위 응용분야를 위한 ATE의 구성품이 단종되었을 경우, 새부품을 시스템 설계에 적용하고 재검증하는 일은 방대한 작업입니다. 따라서, ATE 사용 회사는 구성품이 단종 상태(End of Life: EOL)에 도달하더라도 그 구성품의 부품을 계속 공급받을 수 있을 것인지 공급사로부터의 확인이 필요합니다. 당사는 기존 ATE 구성품 변경의 경우, 시스템 설계 변경, 테스트 프로그램 수정 등에 많은 시간과 비용이 소요됨을 잘 인식하고 있습니다. 그러므로, 당사는 납품일로부터 15-20년 동안 부품을 공급하겠다는 확약을 제공함으로써 고객의 투자를 보호해드립니다. 당사는 또한, 단종된 부품과 기능적으로 동일하거나 유사한 대체 부품을 제공하기 위해 노력하고 있으며, 호환성 유지를 위한 특수 주문의 경우 이전 제품 버전을 종종 재생산합니다.
ATE 요구 조건을 충족하는 장기 지속 솔루션
몇몇 회사들은 도입된 시스템에 문제가 조기에 발생하고, 공급사로부터의 지원이 되지 않을 때 시스템 도입시 좀더 신중하지 못했던 것에 대해 뒤늦게 후회합니다. 항공우주 및 방위 산업에서의 이 뒤늦은 후회에 대해 치러야 할 비용은 안타깝게도 막대합니다. 항공우주 및 방위 산업을 위한 PXI 기반 ATE 시스템에 대한 당사의 경험과 지식, 그리고 당사의 핵심 경쟁력은 스위칭과 시뮬레이션 - 100% 역량을 이 분야에 집중 - 이라는 사실 사이에서의 이 두가지 사례 연구를 통하여, 피커링은 고객 ATE가 최소한 계획된 기간 동안은 유지될 수 있도록 구성품을 제공 및 부품을 유지하는 것을 목표로 잘 준비되어 있음을 자부합니다.
