2024年末，一家總部位于歐洲的大型航空公司決定提升其燃油控制系統(tǒng)硬件在環(huán)測(cè)試臺(tái)的數(shù)據(jù)測(cè)量與記錄精度，啟動(dòng)對(duì)線纜組件的全面升級(jí)。

故障診斷

該航空公司長(zhǎng)期從事燃油控制系統(tǒng)的定期測(cè)試，并提供飛機(jī)維護(hù)、維修及大修服務(wù)。其配備的硬件在環(huán)測(cè)試系統(tǒng)為計(jì)算機(jī)控制，集成燃油噴射器、執(zhí)行器和傳感器——即飛機(jī)上燃油控制系統(tǒng)所連接的全部組件——以及多種測(cè)試測(cè)量設(shè)備。該系統(tǒng)還包含一套復(fù)雜的四線束電纜組件，用于實(shí)現(xiàn)各部件之間的完整電氣連接。

原有線束因接地與屏蔽設(shè)計(jì)缺陷，導(dǎo)致在讀取控制電磁閥位置時(shí)出現(xiàn)5%的測(cè)量誤差，主要由信號(hào)串?dāng)_引起。

技術(shù)指標(biāo)重構(gòu)

本次重新設(shè)計(jì)的核心目標(biāo)為消除信號(hào)串?dāng)_，從而徹底消除由此引發(fā)的測(cè)量偏差。其他改進(jìn)目標(biāo)包括：引入"四線制"測(cè)量技術(shù)以提高特定測(cè)試項(xiàng)目的測(cè)量精度，將絕緣電阻測(cè)試的電壓范圍由50V擴(kuò)展至500V，以及實(shí)現(xiàn)測(cè)試系統(tǒng)的自動(dòng)化校準(zhǔn)功能。

基于Pickering在定制化線纜組件及連接解決方案領(lǐng)域的專(zhuān)業(yè)技術(shù)能力與行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，該航空公司最終選定我們?yōu)槠涮峁└咝阅艿奶鎿Q線纜解決方案。

工程規(guī)格

2024年第四季度至2025年第一季度期間，Pickering的線纜技術(shù)專(zhuān)家與該航空公司負(fù)責(zé)硬件在環(huán)測(cè)試系統(tǒng)的工程師密切協(xié)作，針對(duì)新增連接需求對(duì)原始原理圖進(jìn)行了適應(yīng)性修改。

該線束系統(tǒng)共包含131個(gè)信號(hào)通道，配備28個(gè)D型連接器（含37針和50針兩種規(guī)格）、4個(gè)160針DIN41612連接器、2個(gè)500針SEARAY高速連接器以及4個(gè)香蕉插座。線纜總用量超過(guò)2公里。

設(shè)計(jì)階段

在此過(guò)程中，雙方采用我們自主研發(fā)的線纜設(shè)計(jì)工具（Cable Design Tool），該平臺(tái)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化流程支持高效協(xié)同，顯著提升了定制化線纜設(shè)計(jì)的效率并有效降低了資源消耗。

圖1-該線束在CDT平臺(tái)中的三維渲染效果。

該線束系統(tǒng)共包含131個(gè)信號(hào)通道，

配備28個(gè)D型連接器（含37針和50針兩種規(guī)格）、

4個(gè)160針DIN 41612連接器、2個(gè)500針SEARAY高速連接器

以及4個(gè)香蕉插座。

該工具是一款基于網(wǎng)絡(luò)的圖形化設(shè)計(jì)平臺(tái)，用戶(hù)可通過(guò)調(diào)用內(nèi)置的標(biāo)準(zhǔn)線纜組件庫(kù)，或從零開(kāi)始自主創(chuàng)建，實(shí)現(xiàn)定制化線纜組裝方案的設(shè)計(jì)。平臺(tái)操作界面直觀友好，盡管項(xiàng)目設(shè)計(jì)復(fù)雜度較高，且航空工程師此前幾乎未使用過(guò)CDT系統(tǒng)，該航空公司工程團(tuán)隊(duì)仍獨(dú)立完成了大部分線束設(shè)計(jì)工作。

在設(shè)計(jì)階段，我司線纜專(zhuān)家憑借對(duì)從原理圖設(shè)計(jì)到一次性成功實(shí)物構(gòu)建全過(guò)程的深入技術(shù)理解，為航空公司工程師提供了多項(xiàng)關(guān)鍵決策支持。具體內(nèi)容包括：依據(jù)電流承載要求篩選導(dǎo)線規(guī)格、為硬件在環(huán)系統(tǒng)中的測(cè)試卡推薦匹配的后殼接口組件、優(yōu)化布線路徑以確保滿足最小彎曲半徑規(guī)范、實(shí)施線纜標(biāo)識(shí)方案（特別是通過(guò)印刷信號(hào)名稱(chēng)提升可辨識(shí)性與可維護(hù)性）、甄選可替代元器件（以最大限度縮短交付周期），以及優(yōu)化環(huán)回測(cè)試的實(shí)施方案。

三月中旬，航空公司設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)完成設(shè)計(jì)方案的最終審定，并正式下達(dá)組裝生產(chǎn)指令。然而需要指出的是，在生產(chǎn)啟動(dòng)前夕，我方一名技術(shù)專(zhuān)家發(fā)現(xiàn)了一處設(shè)計(jì)失誤——具體表現(xiàn)為部分零部件的規(guī)格參數(shù)設(shè)定錯(cuò)誤。若未能及時(shí)識(shí)別該問(wèn)題，待訂單進(jìn)入生產(chǎn)流程后再行修正，不僅將導(dǎo)致顯著時(shí)間延誤，還將產(chǎn)生高額的返工成本。

生產(chǎn)階段

線束制造過(guò)程中的關(guān)鍵工具之一是我們的線纜裝配輔助系統(tǒng)。該系統(tǒng)可直接從CDT設(shè)計(jì)文件中自動(dòng)提取全部信號(hào)布線數(shù)據(jù)，并清晰指示裝配人員導(dǎo)線應(yīng)連接的具體引腳位置，以及所需使用的線型與線規(guī)。

該資深設(shè)計(jì)師補(bǔ)充表示："線纜裝配輔助系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)在于，我們無(wú)需向Pickering公司說(shuō)明設(shè)計(jì)原理圖的解讀方法。所有關(guān)于線纜類(lèi)型與規(guī)格的詳細(xì)信息均已內(nèi)置于設(shè)計(jì)工具中。"

組裝工序嚴(yán)格遵循已批準(zhǔn)的設(shè)計(jì)方案，所有線纜均標(biāo)注對(duì)應(yīng)的識(shí)別編號(hào)。

圖2 – 組裝工序嚴(yán)格遵循已批準(zhǔn)的設(shè)計(jì)方案，

所有線纜均標(biāo)注對(duì)應(yīng)的識(shí)別編號(hào)

關(guān)于電纜布線，多數(shù)路徑采用雙層屏蔽結(jié)構(gòu)，即配置雙重屏蔽層。典型設(shè)計(jì)方案為：?jiǎn)胃€纜采用箔層屏蔽，而雙芯電纜的線對(duì)及三芯電纜的線組外部則額外加設(shè)編織網(wǎng)屏蔽層。該設(shè)計(jì)可顯著增強(qiáng)對(duì)電磁干擾的抑制能力，鑒于所傳輸信號(hào)具有高度敏感性，已被航空公司工程團(tuán)隊(duì)采納并正式實(shí)施。

本設(shè)計(jì)采用四種不同規(guī)格的線規(guī)：20 AWG線纜用于承載最大2A電流的電路，22 AWG適用于1A負(fù)載，24 AWG適用于0.5A工況。所有無(wú)特定載流要求的連接線路統(tǒng)一采用24 AWG或26 AWG線規(guī)。

驗(yàn)證階段

線束生產(chǎn)完成后，需經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的測(cè)試流程，具體步驟包括：

低電壓（4V，1mA至1A）測(cè)試：執(zhí)行短路、觸點(diǎn)缺失及各類(lèi)錯(cuò)接情況的導(dǎo)通性檢測(cè)；開(kāi)展四線制路徑電阻測(cè)量，量程為0.001至10Ω，精度達(dá)±2% ±0.01Ω。

高壓測(cè)試（100 V 至 2 kV DC）：絕緣電阻測(cè)試，測(cè)量范圍為5 MΩ至1 GΩ，精度±10%；介電耐受測(cè)試。

交付結(jié)果

新型測(cè)試線束于七月初交付并投入使用，該航空公司工程師隨即觀察到硬件在環(huán)測(cè)試系統(tǒng)的性能顯著提升。正如預(yù)期，通過(guò)優(yōu)化屏蔽設(shè)計(jì)并在部分測(cè)試場(chǎng)景中采用四線制測(cè)量方法，系統(tǒng)測(cè)試精度實(shí)現(xiàn)了實(shí)質(zhì)性提高。

考慮線束系統(tǒng)的復(fù)雜程度，整個(gè)項(xiàng)目的完成進(jìn)度相對(duì)較快。盡管特定線纜類(lèi)型的采購(gòu)周期較長(zhǎng)，所出現(xiàn)的輕微延遲均源于供貨周期因素。此類(lèi)延遲超出航空公司與Pickering公司的可控范圍，但雙方已提前制定替代方案，以最大限度縮短交付周期。

線纜設(shè)計(jì)工具與線纜裝配輔助系統(tǒng)的應(yīng)用，結(jié)合航空公司工程師與我方線束專(zhuān)家的密切協(xié)作，為項(xiàng)目的順利推進(jìn)提供了有力保障。

該航空公司資深設(shè)計(jì)師總結(jié)表示："人員配置、技能組合與工具應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了高度協(xié)同，最終成功研制出由131個(gè)信號(hào)構(gòu)成的四段式線束。該線束在連接燃油控制系統(tǒng)與硬件在環(huán)測(cè)試系統(tǒng)后即刻投入正常運(yùn)行，運(yùn)行質(zhì)量表現(xiàn)優(yōu)異。"

航空公司在見(jiàn)證新型線束的設(shè)計(jì)與制造效率后，對(duì)其高效性予以高度認(rèn)可，并已明確表示有意對(duì)另外兩套硬件在環(huán)測(cè)試系統(tǒng)的線束配置進(jìn)行升級(jí)。

技術(shù)資料獲取

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Pickering Interfaces設(shè)計(jì)并生產(chǎn)模塊化信號(hào)開(kāi)關(guān)和用于電子測(cè)試和驗(yàn)證的仿真產(chǎn)品。我們提供業(yè)內(nèi)種類(lèi)最全面的用于PXI、LXI和PCI應(yīng)用的開(kāi)關(guān)和仿真產(chǎn)品。同時(shí)我們也為這些產(chǎn)品提供配套的電纜連接線和連接器配件、診斷測(cè)試工具以及由我們的內(nèi)部軟件團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建的相關(guān)軟件驅(qū)動(dòng)。Pickering的產(chǎn)品專(zhuān)門(mén)用于全世界范圍內(nèi)的各種測(cè)試系統(tǒng)，并以杰出的可靠性和質(zhì)量享譽(yù)全球。

Pickering Interfaces公司是私人企業(yè)Pickering Group旗下的子公司。Pickering Group由三家電子制造商組成，除了Pickering Interfaces還包括生產(chǎn)高品質(zhì)舌簧繼電器的Pickering Electronics公司，以及設(shè)計(jì)和生產(chǎn)線纜和連接器的Pickering Connect公司。