测控设备国产化“三部曲”，突破困局迎接全新机遇！

“最近在测控行业工作多年的刘工遇到了一个难题。”
刘工所在的企业有一套测控设备由国外直接引进，因为买不到备件无法使用，公司决定在最快的时间完成国产化开发。

为了保证这套测控设备的先进性，需要满足其高速的同步数据采集和振动分析功能，同时保证系统精度与稳定性。

这样的功能要求，本就让刘工感觉“压力山大”，再考虑到国产化项目涉及的硬件，软件，操作系统的芯片元件等多个方面，一时间刘工的设备国产化进程也无从下手。

自2020年，新冠疫情和国际环境极大地改变了世界格局。在我国经济与技术实力高速发展以及国家战略的积极引导下，国产化作为一种全新的趋势与机遇正在形成并逐渐加速。而测控系统作为打造国之重器的重要技术装备，其国产化进程得到更多的关注。

关键时刻，研华助力国内企业打造的成功案例为刘工带来灵感，其解决方案涵盖了系统级、OS级和芯片级三大层面，以测控设备国产化“三部曲”，奏响中国“智”造的美妙乐章。

系统级国产化方案 质量为王服务护航

在研华打造的系统级国产化成功案例中，半导体晶圆检测设备的国产化之路便极具代表性。

纵观半导体的制造流程，晶圆针测是非常重要的一环。检测晶圆的响应参数进行特性分类，需通过电压输出激励待测晶圆，再由高速的模拟量监测给电过程中的响应特性，同时需要大量DiDo的开关量控制探针台位置。

针对上述需求，研华为该晶圆针测环节提供了一款具有16位高分辨率和高达1M的采集速度，并可同时输出两路波形的高速采集与控制卡（PCIE-1816H），另外依据不同的数字控制点选配了多款控制卡（PCI-1737/1757/1753 IO）。基于三大维度，成功助力晶圆检测设备实现国产化。

先进硬件产品，保证强大功能

在设备国产化改造进程中，研华可提供与国外系统相同的硬件产品，突破技术壁垒，最大限度地保证系统精度与稳定性，让设备的功能依旧出色。

全球领先企业，坐拥成熟经验

作为全球市场领先企业，研华在国内外拥有成熟的项目实施经验，其产品成功应用到海外类似设备中，避免设备安装和使用过程中产生问题和缺陷。

高效全面服务，快速完成部署

研华向客户提供密切的合作和完善的服务，用户甚至无需关注细节，即可在研华的帮助下快速完成设备国产化进程。

如果说半导体晶圆检测设备的国产化进程让刘工大开眼界，那么另一项数控机床结构测试设备的国产化成功案例，则让刘工彻底吃下一颗“定心丸”。

在智能制造的大趋势下，数控机床正向着高精度、高速度、高生产效率的方向发展，这对机床的动态特性提出了更高的要求。此外，通过模态测试与分析建立机床的结构动力学模型，也成为优化机床设计与性能、及早发现潜在问题的有效途径。

对于机床的模态分析而言，更是一项“精细活”。其主要是使用力锤、激振器或者激振台产生脉冲冲击，利用加速度传感器在多点进行同步响应信号的采集，再用数学分析方法计算机械结构的固有振动特性，每一个模态都有特定的固有频率、阻尼比和模态振型。这套系统此前一直由国外公司提供，不仅面临着市场供货不足的问题，其高昂的价格也让人望而却步。

除此之外，国外模态试验系统也面临着技术瓶颈。为保证实验数据精度和振型辨识要求，需要在数控机床的主轴、立柱和工作台布置几十个测点，每个测点采用XYZ三向加速度传感器，采集通道高达100路以上。国外系统的模态测试系统一般仅有32通道，只能采取分区测试的方法，不仅非常耗时，而且由于各区域的测试不是在同一激励下进行的，后续分析计算也极为复杂。

针对数控机床模态试验，研华为客户量身打造了一套104通道同步振动模态测试系统。该系统采用13张PCIE-1803，每片PCIE-1803支持8路信号，共104路，使用内部同步总线可实现纳秒级同步时间，误差小于100ns。

此外通过增加主机系统，可以实现200通道以上的同步采集。应变片信号采集通过2片PCIE-1813 实现，系统选用IPC-623BP机箱配合PCE-7B17底板支持15片PCIE板卡。软件兼备加速规传感器的灵敏度、供电方式、耦合方式、采样频率等设置，同时具有数据采集、曲线显示和数据保存的功能，实为打造系统级国产化的理想路径。

如此一来，研华提供的同等功能精度的硬件产品，有效解决了国外模态测试系统价格高、备件不足的弊端，保证了系统的精度和稳定性，在与客户的密切合作与快速服务中，高效完成国产化替代的进程。

在研华国产化方案的助力下，刘工成功实施了设备国产化，实现了系统的自主可控，为企业的生产效率及产品质量带来质的改变。

放眼未来，国产化之路任重道远，仍有诸多挑战等待突破，等待我们探索其背后的机遇。下一期“OS级国产化”，我们将继续开启“实战演练”，带你揭开中国操作系统国产化的序幕，敬请关注！