NI的“软件定义自动化测试测量”策略，价值在哪里？

NI（美国国家仪器）这家公司在2018年前后，在公司发展的核心策略上做了调整，用NI公司CEO Alex Davern的话来说是：跨业务提供专注，努力成为软件定义自动化测试与自动化测量系统的领导者。

实际上，我们知道早在几十年前，NI就借助LabVIEW提出了“虚拟仪器”的概念，表明“软件就是仪器”。其实质在于借由模块化硬件，以及灵活的软件来跨领域，以相对通用的方式进行测试测量、自动化应用。所以新策略的“软件定义”似乎在NI内部是始终为之的。那么这个策略的实质是什么？它对NIDays自己以及客户而言，价值在哪里？我们从前不久的NIDays Asia大概能够发现些蛛丝马迹。

软件定义测试测量的例子

首先我们来看一个“软件定义的自动化测试测量”的例子。NIDays Asia的各展位实际都有这种“软件定义”的影子，比如下面这个卫星综合测试系统。工程师告诉我们：

“同样的一个硬件平台，能够实现三个功能，分别是TT&C（Telemetry, Track and Command，遥测遥控）、HDR（高速数传分系统），以及GNSS（全球导航卫星系统，这里的应该主要是北斗与GPS）。”工程师说，“因为我们的整个平台是软件定义的，通过软件就能切换，让一套系统实现上述三个功能。”

“TT&C是卫星和地面站建立通信链路的一套核心系统，我们这套系统能够模拟地面站。通过上行指令，下行接收卫星反馈的状态信息。在整个过程中完成卫星的测距、跟踪。现在能够支持卫星体制中的USB（Unified S Band），以及DSSS（Direct Sequence Spread Spectrum，直接序列扩频）两种体制；第二个功能是HDR高速数传，也就是卫星专门用来下行传输一些高速数据载荷，比如遥感卫星上的高分辨率摄像机图像数据——我们这套仪器就是充当地面站接收机的作用，对高速射频信号进行解调和解码。第三就是GNSS仿真器，导航信号的仿真。”

上面这个场景中，左右两台设备是同一个型号（PXIe-1028），只不过右边这台在模块上多了“一个卡”，“因为在模拟高速数传的时候，实际测试场景中需要一个被测卫星，发送高速数传信号给地面站。演示的这个场景中没有卫星，所以多加一个卡来模拟卫星功能。”

这就是NI软件定义的自动化测试测量（加模块化硬件）很典型的例子，我们接下来从理论层面简单谈一谈NI这样一类软件定义自动化测试测量系统究竟是什么。鉴于NI的财报透露有关业务的信息实在太少，我们只能从NI的产品着手，来了解NI究竟在做什么。

其一是软件。NI典型的软件产品是LabVIEW——这是针对测量、自动化以及控制的系统设计软件。借助LabVIEW这个工具，用户能够以图形化的方式设计定制的“虚拟仪器（virtual instruments）”，在软件中连接一些图形元素就能构建逻辑原理图（block diagrams）。比如说通过按钮、旋钮、拨盘等各种元素来仿真自定义仪器前面板，虚拟化地呈现流程控制与操作。

2017年，NI推出LabVIEW NXG，这是个着重在简化数据采集装置和台式仪器测量的软件版本，客户还可以转往某种开发方法，来定制测试与测量系统。另外还有LabVIEW Real-Time、LabVIEW FPGA等模块化软件组件。

软件产品中还包括了编程工具，如LabWindows/CVI、Measurement Studio。其中LabWindows/CVI是个ANSI C集成开发环境，内置测量、分析和工程UI设计各种库的工程工具集；Measurement Studio则是针对Visual Studio工程应用设计的一整套.NET工具，用于获取、分析、显示测量数据。软件这个大分类中，还有“应用软件产品”，包含了NI TestStand, NI VeriStand, NI DIAdem等，属于LabVIEW, LabWindows/CVI等的补充。

其二，模块化硬件产品（在更早的产品分类中，模块化硬件还配套于相关驱动软件）。这里的模块化硬件也是所谓“软件定义自动化测试测量”的关键。NI是这么解释此类产品的：“采用前沿的商业技术，如最新的处理器、ADC、FPGA以及PC总线，我们的硬件针对各种应用，提供模块化和易于使用的解决方案，从自动化测试、数据记录，到工业控制以及嵌入式设计。”

这种模块化的仪器，可为客户提供的能力，主要是构建客户自己独特的“可编程、灵活、低成本的（测试测量）解决方案”。通过模块化和软件定义，也就能够快速对模块进行互换、简单地变换使用方法，满足测试需求。对NI而言，其优势就在于“在自动化验证与自动化产品测试市场上，增加销售”，实现更广的测试覆盖——这一点我们将在后文做阐述，而且成本更低——这里的成本更低不止是对客户，对NI而言成本会更低。如果说具体的产品，主要是两个系列，分别是PXI与NI C系列，两者都采用模块化I/O的方式，加上标准PCI，这里就不细展开了。

除了前述软件和硬件，NI还有一类“服务”类产品，软扩软件维护服务、培训认证等。

针对新能源汽车蓄电池的解决方案，充放电测试。“使用我们一个协议的模拟数据，通过SMU（源测量单元）高精度模块再生成数据，再通过4310模块（正中间位置）采集模拟生成的符合标准协议的数据；预留CAN通讯，根据客户需求，可通过CAN与电池BMS（电池管理系统）进行交互，检测电池运行状态；SLSC故障注入模块（靠下方），在电池发生短路等问题时，了解电池充放电性能；另外进行电池温度等数据采集；RM-12999（第三层）可测量高达2000V, 2000A的测试；RMX-4127可编程模块（第二层），可为电池充电，可输出0-650V，1500W功率。”

核心策略带来的转变

由于NI财报的可读性实在是不怎么样，而且有效信息量不多，虽然我们研究了NI近三年的财报，以及今年截至9月份的季报，也并没有看出任何值得细究的内容。这家公司整体的财务状况很稳定，近50年营收增长大趋势都没有发生过变化。

而且我们未能从近年的财报中发现，上述“软件定义的自动化测试测量”核心策略转变，对NI而言意味着什么。在NIDays Asia的媒体沟通会上，NI大中华区销售总监乔巍表示：“去年我们重新定义了新的战略愿景，就是我们要做‘软件定义的自动化测试测量领域’的领导者。围绕这一战略愿景，我们去年进行了重组，因此大家看到我们很多内部的划分，包括获取客户洞察、商业了解，都是深入行业的。”

因为在我们的印象中，NI始终都在软件定义自动化测试测量领域都有着不错的成绩，这个“新的战略愿景”似乎显得十分理所应当。或许其核心更在于“领导者”，而不在于“领域”。乔巍所述的“重组”一词，在NI 2017-2018年报中有所体现的，大概主要在产品分类和业务类别中。企业内部组织架构变化，我们无法获知更具体的信息——而且近2-3年内，NI全球员工总人数始终保持在7300人上下，也没有发生过大规模的减员（2018年减员2%左右，这个数字在NI 2019财年年报中应该是格外值得后续观察的）。

不过在总的财务状况中，有一个细节是值得一提的。虽然近4-5年，NI的年度收益都在上涨（从NI截至今年9月的季报来看，排除汇率影响，预期2019财年NI营收会和2018年基本持平），但这家公司的净利润曾在2015-2017期间发生过一次滑坡，尤其以GAAP标准来看，如上图所示。到2018年，毛利率正在进一步回升。

Alex Davern在致投资者信中提到：“我2017年1月接任CEO，设定了两个目标：创造营收记录，以及在2019年达到营业利润目标。”总营收目标实际是不出意外的，而在利润方面，“我们2018年达到了non-GAAP营业利润18%的目标，提前一年达标，而净利润自2016年以来则增长了将近90%。”

很可惜NI从未在财报中按照产品类别来披露营收，所以我们不清楚造成这种回升的原因具体在哪里。不过Davern在信中还提到：“我非常自豪地看到我们软件平台的成功，我们在LabVIEW NXG方面的投资，有了客户的正面回馈。2018年的软件营收非常出色，同比有两位数的成长。”这句话大概可以解读为“软件定义自动化测试测量”策略实施的某种产出。

除此之外，在媒体沟通会以及NI 2017、2018年报中也不难发现，这家公司的结算业务分类发生了变化。2017财年以前，NI将自家的服务领域划分成：先进研究（advanced research）、自动化测试设备、汽车、商业航天（commercial aerospace）、计算机与电子（computer and electronics）、消费电子、连续工艺制造（continuous process manufacturing）、教育、政府/国防、医疗研究/制药、能源/电力、半导体、通讯与其他。

不过在NIDays Asia活动的主题演讲中，就不难发现当前NI的业务领域精简成了半导体、汽车（transportation）、航空航天/国防军工（Aerospace, Defense, and Government），以及电子/能源/机械/学术（Electronics, Energy, Machinery & Academia）。而且产品类别，就财报来看实际也做了精简。

由于2018财报中有特别提到企业重构，以及2%减员造成的开销。所以我们大胆猜测，当前NI的利润增长，很大程度是源自NI内部重组；而确定“做‘软件定义的自动化测试测量领域’的领导者”作为新的核心战略，很大程度也能够进一步提升产品毛利率。如前文所述，“软件定义”本来就是减少成本，以及提升灵活性的重要方案。

数据转换器ADC/DAC测试方案，覆盖18bit ADC/DAC静态测试（INL, DNL）及Delta-sigma ADC/DAC动态测试（SNR, THD等），支持基于SerDes的高速ADC/DAC测试。其中PXIe-4463和PXIe-5433（右下图的右边两个板卡）为ADC提供信号源，分别是24bit与16bit，如果测试14bit的ADC则选择5433，测试18bit ADC则选用4463；信号源发送波形到ADC芯片上，转化后的数字信号发送到PXIe-6570（右下图中间的板卡）做分析，6570也会控制对应芯片的一些功能，实现测试。“PXIe的总线同步性能强，ADC测试需要保证信号源和采集板卡之间始终边缘对齐，保证采集准确性。其同步精度可以达到几百皮秒，用定时板卡6674T甚至可以达到几十皮秒。”