善用隨需系統發揮最大的飛行器測試效率

飛行器的概念在 18 世紀開始蓬勃發展。動力引擎在 1850 年代問世之後，這個產業的成長速度也跟著突飛猛進。但是，這項技術的發展在二次世界大戰期間戛然而止。在此起起落落的歷史背景下，飛行器產業目前正經歷著令人難以置信的復甦，這主要是因為技術進步與創新的運輸方式需求不斷增加。市場趨勢顯示各行各業對飛行器的興趣與日俱增，從貨物運輸到緊急救援行動以及發電、人道救援、工業、物流、飛行護理、木材和建築材料運輸、處理貨物和超大型貨物。適用於高層建築、消防與特殊任務。

為了確保飛行器的安全性、穩定性與效能，必須經過嚴格且完整的測試階段。飛行器開發進行到這個階段後，許多特殊的挑戰會接踵而來，這時候必須運用專業解決方案，確實做好關鍵功能鏈驗證把關工作，並且減輕相關風險。飛行器的零組件和系統都非常重要，所以必須進行專業測試程序。飛行器測試的排程限制加上飛行器系統的複雜度都需要準時與嚴格的驗證才能確保安全性、可靠性與效能。完整的測試解決方案必不可少，因為採行這樣的解決方案才能綜觀全局，全面克服技術和非技術方面的挑戰，例如時程造成的限制、變更管理，以及生命週期管理。 

飛行器測試的挑戰 

飛行器測試面臨許多技術與排程挑戰，主要是因為在整合至實際作業之前必須先驗證關鍵的功能鏈。此外，降低風險、適當測試設備之有無、簡化測試流程，以及能否掌握必要資源等，各個環節都會出現讓客戶難以應對的問題。

其中一項最主要的難題就是功能不斷膨脹。由於規格與需求不斷變化，飛行器測試環境必須在整個開發階段中進行大幅變更與重新接線，不僅會影響計畫時程而且成本也會很高。若採用無法擴充的測試系統，在這方面想順利過關的難度會更高，因此更凸顯出靈活的模組化系統確實有其必要性。

另一項難題是認證流程。雖然固定翼與旋轉翼飛機的認證程序均已建立完善，但飛行器認證的定義卻不甚明確且必須遵循歐盟航空安全局 (European Union Aviation Safety Agency, EASA) 與美國聯邦航空管理局 (FAA) 等政府機構製定的新的和不斷發展的指南。

最後，飛行器產業的市場競爭相當激烈，自然也是莫大的挑戰。FLYING WHALES 努力成為領先群倫的廠商，但同時也有許多其他公司競相自行開發飛行器，其中包括 LTARE 的 Pathfinder 與 HAV 的 Airlander。這些領導競爭者都面臨著許多不確定性，包括找出必要的測試，以確保安全性與效能、管理不斷演變的設計需求以及在開始測試之前必須等到設計階段停滯不前。飛行器開發與測試流程本就需求孔急，競爭帶來的壓力更是雪上加霜，徒增複雜程度與急迫性。

SoD 方法

隨需系統 (SoD) 是相當敏捷的系統開發流程，能運用模組化的標準零組件進行設計、整合，成為適用於 LRU 硬體、嵌入式軟體演算法、硬體迴路 (HIL)、整合實驗室等各類需求所需的驗證與功能測試系統。模組化與現成商用 (COTS) 方法都能充分運用適合大多數訊號類型的設計半成品發揮作用。因此，這些方法能確實事先做好相容性與功能方面的評估，避免必須採用客製化設計。從訊號連線和接線到機架式基礎架構，每項零件一律採用模組化設計，組裝與調整起來均十分容易。 

SoD 適用範圍不只限於已經組裝好的標準化 COTS 硬體；SoD 更包含模型架構設計流程，讓我們在提案階段就能完整製作系統模型。這個模型是我們的單一資訊來源 (SSOT)，用於產生建立和設定系統時必須用到的一切加工品，其中也包括軟體配置（驅動程式、切換器、其他元件等等）。只要有能力製作這樣的模型，我們就能迅速因應設計變更，不需要手動修改加工品。

SoD 亦提供靈活、可調整的模組化解決方案，可有效解決飛行器測試的相關挑戰。NI 的 SoD 解決方案概括多項重要元素： 

• NI-杜塞爾多夫體驗中心提供最先進的測試設備與專業知識。 
• 模組化的 COTS 方案有助於加速部署客製化的測試解決方案。 
• 大幅縮短作業時間，從下訂到完工履約，平均時間從 6 個月縮短到 15 個星期。
• 應用工程師 (AE) 與現場應用工程師 (FAE) 均提供當地支援，確實在測試階段提供週全的協助。

SoD 的模型架構 (Model-based, MB) 方案可於提案階段完整建立系統模型，以降低專案風險，為客戶提供詳細的規格而非非 MB 環境中常見的概念。再者，由於流程採模型架構的設計，架構的標準化程度也相當高，改版過程相當容易，自然能大幅加快變更執行速度。傳統方法往往採用瀑布式流程，當需求變更時，可能會因重複作業而造成延遲與成本增加。SoD 方法靈活敏捷，對於持續整合與測試、降低風險及加速完工履約均有助益。雖然其他方式可能過於死板且難以因應變化，但 SoD 的彈性與模組化設計可滿足快速變化的專案需求。

FLYING WHALES 使用 SoD 的經驗

FLYING WHALES 是法國蘇雷納 (Suresnes) 的先驅創業公司，最初的目標是把法國木材運送到偏遠地區，但後來發展到包括緊急救援行動和風力葉片運輸等應用。他們的願景不僅限於交通運輸，他們渴望成為一家航空公司並且強調低環境足跡、低成本、彈性與安全性。該公司的 LCA60T 飛行器能進行點對點運輸，可以在不影響環境的情況下盤旋進行上機/下機作業，運作成本低，而且有多個推進點，結構堅固，安全性和控制功能都有保障。這款飛行器還通過 EASA 認證，更具備即時監控車隊的功能。 

要發揮如此廣泛的功能，就必須完整測試電子 LRU 控制元件，因為這是讓飛行器保持正常運作的重要零組件。FLYING WHALES 測試程序的核心就是 Iron Whale Bench，這是一個電子整合測試設施，其中整合了所有的飛行和負載交換嵌入式電腦、非推進電子系統 (NPES)、電子接線互連繫統 (EWIS)。該公司運用自家的模擬模型產生瑕疵，除了進行可靠測試之外，更仔細記錄儀器資料。Iron Whale Bench 的主要目標是在實際部署之前整合並驗證飛行器的功能鏈，並且降低技術與排程進度方面的風險。 

需整合與測試的系統包括停放設備、非推進電力系統 (NPES)、飛航控制系統 (FCS)、航空電子設備、所有遠程資料集中器 (RDC)、導航感測器、影像監視系統 (VSS)、有效酬荷系統、壓載系統，以及升降系統。

FLYING WHALES 與 NI 合作利用 SoD 的強大功能測試並整合他們的飛行器，這是一種 60 噸重的堅固飛行器，其設計不僅成本低、彈性好、安全又環保，而且碳排放量也降到最低。NI-FLYING WHALES 專案於 2023 年 10 月開始，不到兩季的時間就順利開發出 Iron Whale 並完工履約，進度非常驚人。協作過程經過審慎規劃，目的就是要確實讓所有系統保持完美運作。Iron Whale 是在 NI 杜塞爾多夫 (Düsseldorf) 中心開發出來的。該中心的先進設備與專業技術有助於迅速完成專案。

NI 提供多項重要優勢。由於能在初期階段就進行整合，客戶得以更快完成測試。SOD 採用模組化測試架構，使用相同的指令碼就能在現有系統中加入測試功能。NI 杜塞爾多夫體驗中心能直接將測試方法應用於受測裝置 (UUT)，在購買前就能大幅減輕風險。 

不同於其他提供封閉式測試系統的廠商，NI 提供可客制化、軟體定義的 COTS 方式，讓客戶能夠擁有自己的測試系統。這樣的開放系統能讓客戶詳細了解測試系統的設計與建置方式，確實保持透明度與靈活性。

這樣的合作關係有助於驗證功能鏈、降低技術與排程風險，也有助於確實穩定提供測試資源。NI 的專業知識與資源協助 FLYING WHALES 加快開發速度、大幅縮短上市時程。自從採行這項符合策略優勢的方法之後，該公司已經順利收到大量訂單，在其航空運輸改革歷程中，這是相當重要的里程碑。SoD 的模組化架構可讓 FLYING WHALES 在整個測試階段中因應不斷變化的規格與需求。SoD 的靈活表現在能夠運用現有測試架構流暢無礙地整合新的訊號類型與變更，讓測試流程確實發揮效率及效益。

要點 

NI 與 FLYING WHALES 之間的合作，就是 SoD 徹底改變飛行器測試的最佳證明。SoD 可加快開發時程、降低風險並協助製造商克服挑戰。SoD 不僅適用於飛行器測試，也適用於系統整合、驗證與確效測試，以及認證測試。模組化與快速調整原則都能加速其他技術的開發流程、降低成本，也能縮短上市時程。 

航太產業可透過 SoD 的功能處理複合式整合作業與驗證程序，進而打造出更強大、更穩定的系統。這是個成功的客戶案例，能充分說明 SoD 在航太業中的廣泛用途，也代表著測試方法將徹底轉變，並且推動飛行器技術的開發與應用。除了飛行器測試之外，SoD 的廣泛影響也代表了許多飛機應用的創新潛力與效率提升。