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作者：益萊儲 / Electro Rent 根據航空航天工業協會的數據，2017年美國航空航天和國防（A＆D）行業的銷售額達到8,650億美元，出口額達1,430億美元，美國就業崗位約240萬個。美國國防預算復蘇，2018年A＆D行業收入從上一年的2.1％升至4.1％。德勤2019年全球航空航天和國防工業展望報告稱，今年A&D行業將繼續保持強勁增長。 展望未來，Frost and Sullivan預計A＆D行業將在各種趨勢的影響下發展演進，包括模塊化、可定制的測試解決方案，實現經濟高效的設備升級；工業4.0在制造和運營中的廣泛應用；5G通信、NewSpace、mmWave和新雷達；技術發展需要先進的測試設備；需要升級舊系統并避免技術過時。 Frost and Sullivan數據顯示，雖然測試設備的最佳利用率在85％的范圍內，但由于校準和維修需求，許多公司的測試資產的典型利用率在30％的范圍內。由于日益嚴格的時間表和預算審查，A＆D測試和驗證壓力也在增加。工程師需要可靠且易于使用的測試設備，以便始終如一地提供數據完整性。他們需要測試資產供應商：了解國防工業及其特殊挑戰；為軍事應用提供專用儀器；提供管理和提高運營效率的服務；備有庫存的設備，確保測試快速徹底；擁有各種靈活的租賃、新設備、二手設備等設備資產選擇。 國防工業未來趨勢帶來測試挑戰 全球經濟的不確定性，來自各國A＆D行業的發展及新興私營中小企業的加快行動，需要更有效地利用預算。 以NewSpace為理念的太空探索初創公司為例，其由尋求利潤的私營公司和企業家組成，數量激增，旨在以更低的成本、更短的時間內提供創新的太空產品和服務。 根據2018年美國國防戰略總結，將更加注重通過提高采購效率，使用非傳統供應商、原型設計、快速迭代和實驗來獲得納稅人在國防上花費的附加值。這意味著將優先考慮快速的交付、續適應和提高效率。例如，平臺電子設備和軟件的常規更換將比保持十年或更長時間的靜態配置越來越受歡迎。 因此，許多A＆D公司正在對其運營效率進行深入檢查，包括制造流程、采購流程，以及新產品開發的財務和技術方法。一些A＆D公司正在采用全數字化方法，包括數字結對和虛擬現實，而其他公司則致力于優化供應鏈，提高運營效率并降低成本，并降低小型衛星和可重復使用組件生產的成本。 隨著創新步伐的加快，A＆D公司也開始采用模塊化戰略，其中設計集成和驗證優先于純粹的研發和內部創新。如今，通過專有IP為軟件級別的現成解決方案增值，而不是在硬件級別開發IP，這種情況并不少見。這些情景導致許多制造商減少其資本支出（CapEx）并更密切地管理運營支出（OpEx）。 根據Frost＆Sullivan的研究，A＆D測試設備市場將在未來5~8年內發生重大變化，新技術支持更高的頻率、更大的帶寬和現有系統的附加功能。軍事系統的復雜性、技術進步，以及不斷發展的標準和法規將帶來了額外的挑戰。 工業4.0對測試測量的挑戰和要求 下一代制造將使用技術、自動化、需求驅動的供應鏈和大數據分析來加速工廠內的信息流動，從而提高效率、生產力和產量。據麥肯錫稱，目前超過60％的制造業務可以使用現有技術自動化。然而，一旦工業物聯網（IIoT）得到廣泛采用，這將發生重大變化，對企業和社會產生深遠影響。世界經濟論壇預測，到2025年，工業4.0將創造高達3.7萬億美元的價值。 數字化轉型可以使A＆D公司受益匪淺。雖然許多人已經在工廠制造和供應鏈活動中采用了工業4.0，但他們采用跨越整個企業的數字化轉型計劃的速度較慢。德勤全球調查顯示，雖然84％的A＆D高管認為新的數字技術對市場差異至關重要，實際上，只有25％的A＆D公司使用數字技術實時為決策提供信息。 不久的未來，5G NR網絡、設備和服務將會廣泛采用，以擴大物聯網和工業4.0的影響。 5G愿景是提供大量帶寬改進（每單位面積的設備數量比4G LTE多100倍），速度顯著提高，99.999％的正常運行時間，以及關鍵任務應用的超低延遲（如連接和自動駕駛汽車、工業機器人、機器通信和遠程機器人手術）。 不斷演變的趨勢和技術 A&D領域的許多顯著趨勢之一是對信息和數據流的威脅。除了陸地、海洋、空中和太空之外，網絡安全被認為是安全的第五戰場，預計技術預算將大幅增長，射頻和微波將發揮關鍵作用。 電子戰包括從信號干擾、雷達打擊到離散信號檢測等。其要求之一是需要將獲取或存儲的RF信號從一個測試儀器或子設備移動到另一個，最低速率為10 GB/s(相當于2 GHz RF帶寬)。可以考慮若干數據傳輸技術，包括:10Gb局域網；多通道PCle (PXI) Gen 3）。 另一個新興領域是實際儀器內的高速（實時）數據簡化與分析。過程和方法包括上變頻和下變頻，以及實時元數據或從獲取的原始數據生成的脈沖描述字，或者通過算法生成用于回放。還可以考慮同時進行高分辨率的時間和頻率顯示。 在雷達和電子戰中，有源電子掃描陣列（AESA）天線的使用幾乎無處不在。 AESA天線允許系統以多種模式運行，并通過強大的信號處理功能同時接合多個威脅或目標，允許以極高的速率靈活地重新定位。 天線測試存在許多挑戰。其中一些包括相控陣中元件數量的明顯增加，以支持更多同步功能和波束成型主瓣的窄焦點。另外值得注意的是，數字（寬帶）信號正在靠近天線移動。有一些討論，最終與每個元件的發送/接收（T / R）模塊的唯一連接將是數字總線（無模擬）。另一個挑戰是信號不再是簡單的脈沖，而是寬帶調制，這產生了對生成和分析更寬帶寬信號的不斷增長的要求。 衛星行業變革加快 在衛星行業，變革的步伐正在加快。除了NewSpace的競爭動態之外，通信鏈路中還使用更高的頻率。傳統上，衛星通信已經在C、L和Ku頻段中進行，但這些頻段的頻譜是有限的。因此，許多衛星運營商正在使用或計劃使用Ka頻段，Ka頻段通常被認為是27~40 GHz。 在此范圍內發射允許部署較小的天線。與此趨勢相關的一個挑戰是需要可以管理更高頻率的測試設備。上行鏈路頻率較高，下行鏈路具有功率限制。在大氣層之外，沒有吸收問題，這意味著許多mmWave頻段用于衛星之間的通訊，特別是那些在60到65 GHz之間的高吸收帶。 另一個市場驅動因素是需要更高的數據速率，這是通過使用更寬的帶寬信號和更高階的調制格式來實現的，這些格式一起可能帶來測試挑戰。直到最近，許多信號分析儀被限制在大約100 MHz的分析帶寬。寬帶寬和高頻信號的結合使得難以使用傳統的寬帶測試設備，例如示波器，其能夠適應更寬的帶寬，但不能容納更高的頻率。 測試設備需要良好的動態范圍，以便處理衛星測試中常見的低信噪比（SNR）問題。高階調制格式意味著信道中的壓縮和輕微幅度誤差等因素增加了出現誤碼的可能性。測試設備必須保持動態范圍并留下足夠的測試余量來識別這些問題。 在衛星領域，也有向更小、更復雜的有效載荷的轉變，這推動了能夠測量多種通信策略的更復雜的測試設備的發展。在驗證更高級別的集成組件和子系統時，測試設備制造商提供具有硬件和軟件功能的集成測試系統。衛星測試的一些示例包括有效載荷測試站，電力和太陽能電池陣列模擬器子系統，遙測跟蹤和命令子系統，以及命令和數據處理子系統。 同樣值得注意的是軟件定義的儀器，它可以靈活地為幾乎任何測試挑戰創建完整的解決方案，而無需使用昂貴且有限的定制系統。軟件定義儀器有許多應用，包括頻譜/信號監測、信號情報、監視、頻譜安全、雷達目標模擬、衛星信道仿真和威脅發射器模擬等。完整解決方案的要素包括用于處理RF信號到RF輸出的階段;或從RF到存儲或其他處理引擎。 可靠的供應商的重要性 鑒于A＆D系統日益復雜，現代設備的驗證和驗證可能具有挑戰性。對于先進的雷達系統，“更寬的帶寬、更高的分辨率、更低的相位噪聲和預動態范圍以及更高的信號保真度是最重要的。”在航空航天電子和航空電子領域，先進的測試解決方案由“計算密集型、高速度和高帶寬航空電子設備和電子設備“所驅動。 行業領導者需要值得信賴的測試設備合作伙伴，為產品選擇和融資方案提供客觀指導和獨立建議，來簡化和優化他們的測試資產配置，提高運營效率并提高員工的工作效率。今天的挑戰包括： 推動研發實驗室和測試/驗證的更高生產力和更快的速度； 縮短開發時間并縮短產品上市時間； 定期更新測試設備以測量新技術并避免過時； 優化測試資產配置，并剝離未充分利用或未使用的測試資產； 提高全球設備資產的可視性，共享設備并提高利用率。 由經驗豐富的供應商了解A＆D技術應用并可提供他們所需的專家建議，幫助A＆D公司就雷達、電子戰、衛星、導航、通信和無線電監測計劃等做出明智的決策。為了滿足嚴格的項目時間表和預算，A＆D領導者還需要各種財務采購流程選項，以支持整個項目生命周期，從概念和原型設計到開發和全面生產。 如今，領先的A＆D公司利用各種資產收購戰略來實現各項業務目標。針對單個項目時間表和技術需求量身定制的混合采購戰略在平衡成本和靈活性方面非常有效。通過充分了解可用選項，公司可以根據具體情況選擇最佳的設備組合和采購方法，而無需妥協。 選項一是租賃。為了保持敏捷并響應持續的技術進步，許多A＆D公司選擇租賃來滿足短期和長期要求，最大限度地減少因校準或維修而無法獲得資產時的停機時間，并滿足意外的緊急需求。與其他選擇相比，租賃允許公司以更低的成本和更高的利用率來管理快速變化。通過在沒有大量資本支出投資的情況下最大限度地利用現有預算和資金，租賃可以降低測試成本。如果技術或測試需求發生變化，可以靈活地退回、更換或升級設備，租賃可確保訪問最新的解決方案。 其他采購選擇包括租賃到自有、租賃，購買新設備、二手設備和經過認證的二手項目。經過認證的二手（CPO）儀器可以節省大量成本，具有14天的“無問題”退貨政策和一年保修。許多這些高質量的二手工具都是以前的租賃單位，在使用中經過適當維護。對于報廢或出售未充分使用或過剩的測試設備，我們可以評估您的不需要的設備，提供報價以及處理運輸和物流。 憑借在降低成本和優化全球組織在測試資產方面的成功記錄，益萊儲對A＆D領域的公司和供應商的需求有著深刻的理解。我們將經驗、基準和最佳實踐帶給軍事國防、航空航天和相關組織，以幫助他們： 提高運營效率并降低測試成本； 優化測試車隊，以最大限度地減少資本支出并最大限度地提高預算； 提高校準活動的效率并最大限度地減少停機時間； 通過租賃或租賃管理短期或高峰需求； 處置過時或不需要的設備，以從未使用的資產中獲取價值。 隨著A＆D領域技術的快速發展，很明顯測試設備必須不斷發展和改進，以幫助工程師及時，經濟高效地完成測試。領先的公司使用各種采購方法來降低風險，節省時間和金錢，縮短采購周期，填補短期或緊急需求，提高利用率并避免不必要的支出。 |
