“最近在測控行業工作多年的劉工遇到了一個難題。”
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。

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。

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）。基于三大維度，成功助力晶圓檢測設備實現國產化。

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。

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。

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。

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！