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                測控設備國產化“三部曲”,出色品質破繭新生!

                2021-08-07 16:11 967
                自2020年,新冠疫情和國際環境極大地改變了世界格局。在我國經濟與技術實力高速發展以及國家戰略的積極引導下,國產化作為一種全新的趨勢與機遇正在形成并逐漸加速。而測控系統作為打造國之重器的重要技術裝備,其國產化進程得到更多的關注。

                測控設備國產化,不僅可將用戶需求體現在產品上,更多地提高可用性,還能全面提高國產測控設備的核心競爭力,實現彎道超車。

                雖前景光明,但測控設備的國產化絕非易事,其包括系統級的國產化、OS級的國產化和芯片級的國產化“三步走戰略”,涉及軟件、硬件、算法等眾多層面,如何在保證系統功能和可靠性的同時,快速實現國產化、自主可控的測控系統,打造一張張閃亮的中國“智”造名片,成為各國內企業亟待解決的難題。

                而這個難題,如今也落到了在測控行業工作多年的劉工頭上。

                劉工所在的企業有一套測控設備由國外直接引進,因為買不到備件無法使用,公司決定在最快的時間完成國產化開發。為了保證這套測控設備的先進性,需要滿足其高速的同步數據采集和振動分析功能,同時保證系統精度與穩定性。

                這樣的功能要求,本就讓劉工感覺“壓力山大”,再考慮到國產化項目涉及的硬件,軟件,操作系統的芯片元件等多個方面,一時間劉工的設備國產化進程也無從下手。

                關鍵時刻,研華助力國內企業打造的成功案例為劉工帶來靈感,其解決方案涵蓋了系統級、OS級和芯片級三大層面,以測控設備國產化“三部曲”,奏響中國“智”造的美妙樂章。


                系統級國產化方案

                質量為王服務護航


                在研華打造的系統級國產化成功案例中,半導體晶圓檢測設備的國產化之路便極具代表性。

                縱觀半導體的制造流程,晶圓針測是非常重要的一環。檢測晶圓的響應參數進行特性分類,需通過電壓輸出激勵待測晶圓,再由高速的模擬量監測給電過程中的響應特性,同時需要大量DiDo的開關量控制探針臺位置。

                針對上述需求,研華為該晶圓針測環節提供了一款具有16位高分辨率和高達1M的采集速度,并可同時輸出兩路波形的高速采集與控制卡(PCIE-1816H),另外依據不同的數字控制點選配了多款控制卡(PCI-1737/1757/1753 IO)?;谌缶S度,成功助力晶圓檢測設備實現國產化。


                1、先進硬件產品,保證強大功能   

                在設備國產化改造進程中,研華可提供與國外系統相同的硬件產品,突破技術壁壘,最大限度地保證系統精度與穩定性,讓設備的功能依舊出色。   

                 2、全球領先企業,坐擁成熟經驗

                作為全球市場領先企業,研華在國內外擁有成熟的項目實施經驗,其產品成功應用到海外類似設備中,避免設備安裝和使用過程中產生問題和缺陷。   

                 3、高效全面服務,快速完成部署

                研華向客戶提供密切的合作和完善的服務,用戶甚至無需關注細節,即可在研華的幫助下快速完成設備國產化進程。

                如果說半導體晶圓檢測設備的國產化進程讓劉工大開眼界,那么另一項數控機床結構測試設備的國產化成功案例,則讓劉工徹底吃下一顆“定心丸”。

                在智能制造的大趨勢下,數控機床正向著高精度、高速度、高生產效率的方向發展,這對機床的動態特性提出了更高的要求。此外,通過模態測試與分析建立機床的結構動力學模型,也成為優化機床設計與性能、及早發現潛在問題的有效途徑。

                對于機床的模態分析而言,更是一項“精細活”。其主要是使用力錘、激振器或者激振臺產生脈沖沖擊,利用加速度傳感器在多點進行同步響應信號的采集,再用數學分析方法計算機械結構的固有振動特性,每一個模態都有特定的固有頻率、阻尼比和模態振型。這套系統此前一直由國外公司提供,不僅面臨著市場供貨不足的問題,其高昂的價格也讓人望而卻步。

                除此之外,國外模態試驗系統也面臨著技術瓶頸。為保證實驗數據精度和振型辨識要求,需要在數控機床的主軸、立柱和工作臺布置幾十個測點,每個測點采用XYZ三向加速度傳感器,采集通道高達100路以上。國外系統的模態測試系統一般僅有32通道,只能采取分區測試的方法,不僅非常耗時,而且由于各區域的測試不是在同一激勵下進行的,后續分析計算也極為復雜。

                針對數控機床模態試驗,研華為客戶量身打造了一套104通道同步振動模態測試系統。該系統采用13張PCIE-1803,每片PCIE-1803支持8路信號,共104路,使用內部同步總線可實現納秒級同步時間,誤差小于100ns。

                此外通過增加主機系統,可以實現200通道以上的同步采集。應變片信號采集通過2片PCIE-1813 實現,系統選用IPC-623BP機箱配合PCE-7B17底板支持15片PCIE板卡。軟件兼備加速規傳感器的靈敏度、供電方式、耦合方式、采樣頻率等設置,同時具有數據采集、曲線顯示和數據保存的功能,實為打造系統級國產化的理想路徑。


                如此一來,研華提供的同等功能精度的硬件產品,有效解決了國外模態測試系統價格高、備件不足的弊端,保證了系統的精度和穩定性,在與客戶的密切合作與快速服務中,高效完成國產化替代的進程。

                在研華國產化方案的助力下,劉工成功實施了設備國產化,實現了系統的自主可控,為企業的生產效率及產品質量帶來質的改變。

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                放眼未來,國產化之路任重道遠,仍有諸多挑戰等待突破,等待我們探索其背后的機遇。下一期“OS級國產化”,我們將繼續開啟“實戰演練”,帶你揭開中國操作系統國產化的序幕,敬請關注!

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