“最近在測(cè)控行業(yè)工作多年的劉工遇到了一個(gè)難題。”
劉工所在的企業(yè)有一套測(cè)控設(shè)備由國(guó)外直接引進(jìn)，因?yàn)橘I不到備件無(wú)法使用，公司決定在最快的時(shí)間完成國(guó)產(chǎn)化開發(fā)。

為了保證這套測(cè)控設(shè)備的先進(jìn)性，需要滿足其高速的同步數(shù)據(jù)采集和振動(dòng)分析功能，同時(shí)保證系統(tǒng)精度與穩(wěn)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(guó)產(chǎn)化項(xiàng)目涉及的硬件，軟件，操作系統(tǒng)的芯片元件等多個(gè)方面，一時(shí)間劉工的設(shè)備國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程也無(wú)從下手。

自2020年，新冠疫情和國(guó)際環(huán)境極大地改變了世界格局。在我國(guó)經(jīng)濟(jì)與技術(shù)實(shí)力高速發(fā)展以及國(guó)家戰(zhàn)略的積極引導(dǎo)下，國(guó)產(chǎn)化作為一種全新的趨勢(shì)與機(jī)遇正在形成并逐漸加速。而測(cè)控系統(tǒng)作為打造國(guó)之重器的重要技術(shù)裝備，其國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程得到更多的關(guān)注。

關(guān)鍵時(shí)刻，研華助力國(guó)內(nèi)企業(yè)打造的成功案例為劉工帶來(lái)靈感，其解決方案涵蓋了系統(tǒng)級(jí)、OS級(jí)和芯片級(jí)三大層面，以測(cè)控設(shè)備國(guó)產(chǎn)化“三部曲”，奏響中國(guó)“智”造的美妙樂章。

系統(tǒng)級(jí)國(guó)產(chǎn)化方案 質(zhì)量為王服務(wù)護(hù)航

在研華打造的系統(tǒng)級(jí)國(guó)產(chǎn)化成功案例中，半導(dǎo)體晶圓檢測(cè)設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化之路便極具代表性。

縱觀半導(dǎo)體的制造流程，晶圓針測(cè)是非常重要的一環(huán)。檢測(cè)晶圓的響應(yīng)參數(shù)進(jìn)行特性分類，需通過電壓輸出激勵(lì)待測(cè)晶圓，再由高速的模擬量監(jiān)測(cè)給電過程中的響應(yīng)特性，同時(shí)需要大量DiDo的開關(guān)量控制探針臺(tái)位置。

針對(duì)上述需求，研華為該晶圓針測(cè)環(huán)節(jié)提供了一款具有16位高分辨率和高達(dá)1M的采集速度，并可同時(shí)輸出兩路波形的高速采集與控制卡（PCIE-1816H），另外依據(jù)不同的數(shù)字控制點(diǎn)選配了多款控制卡（PCI-1737/1757/1753 IO）。基于三大維度，成功助力晶圓檢測(cè)設(shè)備實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。

先進(jìn)硬件產(chǎn)品，保證強(qiáng)大功能

在設(shè)備國(guó)產(chǎn)化改造進(jìn)程中，研華可提供與國(guó)外系統(tǒng)相同的硬件產(chǎn)品，突破技術(shù)壁壘，最大限度地保證系統(tǒng)精度與穩(wěn)定性，讓設(shè)備的功能依舊出色。

全球領(lǐng)先企業(yè)，坐擁成熟經(jīng)驗(yàn)

作為全球市場(chǎng)領(lǐng)先企業(yè)，研華在國(guó)內(nèi)外擁有成熟的項(xiàng)目實(shí)施經(jīng)驗(yàn)，其產(chǎn)品成功應(yīng)用到海外類似設(shè)備中，避免設(shè)備安裝和使用過程中產(chǎn)生問題和缺陷。

高效全面服務(wù)，快速完成部署

研華向客戶提供密切的合作和完善的服務(wù)，用戶甚至無(wú)需關(guān)注細(xì)節(jié)，即可在研華的幫助下快速完成設(shè)備國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程。

如果說半導(dǎo)體晶圓檢測(cè)設(shè)備的國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程讓劉工大開眼界，那么另一項(xiàng)數(shù)控機(jī)床結(jié)構(gòu)測(cè)試設(shè)備的國(guó)產(chǎn)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(shì)下，數(shù)控機(jī)床正向著高精度、高速度、高生產(chǎn)效率的方向發(fā)展，這對(duì)機(jī)床的動(dòng)態(tài)特性提出了更高的要求。此外，通過模態(tài)測(cè)試與分析建立機(jī)床的結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)模型，也成為優(yōu)化機(jī)床設(shè)計(jì)與性能、及早發(fā)現(xiàn)潛在問題的有效途徑。

對(duì)于機(jī)床的模態(tài)分析而言，更是一項(xiàng)“精細(xì)活”。其主要是使用力錘、激振器或者激振臺(tái)產(chǎn)生脈沖沖擊，利用加速度傳感器在多點(diǎn)進(jìn)行同步響應(yīng)信號(hào)的采集，再用數(shù)學(xué)分析方法計(jì)算機(jī)械結(jié)構(gòu)的固有振動(dòng)特性，每一個(gè)模態(tài)都有特定的固有頻率、阻尼比和模態(tài)振型。這套系統(tǒng)此前一直由國(guó)外公司提供，不僅面臨著市場(chǎng)供貨不足的問題，其高昂的價(jià)格也讓人望而卻步。

除此之外，國(guó)外模態(tài)試驗(yàn)系統(tǒng)也面臨著技術(shù)瓶頸。為保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)精度和振型辨識(shí)要求，需要在數(shù)控機(jī)床的主軸、立柱和工作臺(tái)布置幾十個(gè)測(cè)點(diǎn)，每個(gè)測(cè)點(diǎn)采用XYZ三向加速度傳感器，采集通道高達(dá)100路以上。國(guó)外系統(tǒng)的模態(tài)測(cè)試系統(tǒng)一般僅有32通道，只能采取分區(qū)測(cè)試的方法，不僅非常耗時(shí)，而且由于各區(qū)域的測(cè)試不是在同一激勵(lì)下進(jìn)行的，后續(xù)分析計(jì)算也極為復(fù)雜。

針對(duì)數(shù)控機(jī)床模態(tài)試驗(yàn)，研華為客戶量身打造了一套104通道同步振動(dòng)模態(tài)測(cè)試系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用13張PCIE-1803，每片PCIE-1803支持8路信號(hào)，共104路，使用內(nèi)部同步總線可實(shí)現(xiàn)納秒級(jí)同步時(shí)間，誤差小于100ns。

此外通過增加主機(jī)系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)200通道以上的同步采集。應(yīng)變片信號(hào)采集通過2片PCIE-1813 實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)選用IPC-623BP機(jī)箱配合PCE-7B17底板支持15片PCIE板卡。軟件兼?zhèn)浼铀僖?guī)傳感器的靈敏度、供電方式、耦合方式、采樣頻率等設(shè)置，同時(shí)具有數(shù)據(jù)采集、曲線顯示和數(shù)據(jù)保存的功能，實(shí)為打造系統(tǒng)級(jí)國(guó)產(chǎn)化的理想路徑。

如此一來(lái)，研華提供的同等功能精度的硬件產(chǎn)品，有效解決了國(guó)外模態(tài)測(cè)試系統(tǒng)價(jià)格高、備件不足的弊端，保證了系統(tǒng)的精度和穩(wěn)定性，在與客戶的密切合作與快速服務(wù)中，高效完成國(guó)產(chǎn)化替代的進(jìn)程。

在研華國(guó)產(chǎn)化方案的助力下，劉工成功實(shí)施了設(shè)備國(guó)產(chǎn)化，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的自主可控，為企業(yè)的生產(chǎn)效率及產(chǎn)品質(zhì)量帶來(lái)質(zhì)的改變。

放眼未來(lái)，國(guó)產(chǎn)化之路任重道遠(yuǎn)，仍有諸多挑戰(zhàn)等待突破，等待我們探索其背后的機(jī)遇。下一期“OS級(jí)國(guó)產(chǎn)化”，我們將繼續(xù)開啟“實(shí)戰(zhàn)演練”，帶你揭開中國(guó)操作系統(tǒng)國(guó)產(chǎn)化的序幕，敬請(qǐng)關(guān)注！