李濤 張強(qiáng) 秦亮亮

(91550部隊(duì)，遼寧大連 116023)

0 引言

隨著現(xiàn)代裝備的高技術(shù)化，其結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜，功能更加強(qiáng)大，各種信息技術(shù)、智能技術(shù)廣泛應(yīng)用其中。大型裝備要求運(yùn)行保障的高可靠性、維護(hù)技能的多學(xué)科性和維護(hù)決策的科學(xué)性[1-4]。為了及時(shí)對(duì)裝備進(jìn)行科學(xué)保障和維護(hù)，在加強(qiáng)保障測(cè)試技術(shù)應(yīng)用的同時(shí)，還需要發(fā)展應(yīng)用遠(yuǎn)程保障測(cè)試技術(shù)，及時(shí)測(cè)試，準(zhǔn)確掌握裝備的運(yùn)行狀況，對(duì)故障進(jìn)行分析診斷，判斷故障部位和原因，提高裝備保障速度和有效性。

1 裝備現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

裝備遠(yuǎn)程測(cè)試以裝備現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)為基礎(chǔ)，裝備現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是裝備設(shè)計(jì)的重要組成，是裝備保障性設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。裝備測(cè)試性是裝備現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。

裝備測(cè)試性是設(shè)計(jì)時(shí)賦予裝備的一種固有屬性，包括可靠性分析與設(shè)計(jì)、故障模式、影響及危害性分析研究、測(cè)試性分析、測(cè)試性設(shè)計(jì)、測(cè)試性試驗(yàn)與評(píng)價(jià)等內(nèi)容。測(cè)試性有別于測(cè)試，測(cè)試性是裝備為測(cè)試和故障診斷提供方便的特性，測(cè)試是確定裝備某種特性的技術(shù)操作過程。

裝備測(cè)試是為了證實(shí)系統(tǒng)或部件是否滿足規(guī)定要求，利用手工或自動(dòng)設(shè)備對(duì)其進(jìn)行測(cè)量或評(píng)定的過程。從更廣泛意義上講，裝備測(cè)試包括研制性測(cè)試、生產(chǎn)性測(cè)試和使用維護(hù)性測(cè)試，文中裝備測(cè)試僅指使用維護(hù)性測(cè)試。裝備測(cè)試可分為自動(dòng)測(cè)試和手工測(cè)試、外部測(cè)試和機(jī)內(nèi)測(cè)試等。

測(cè)試性設(shè)計(jì)能提高裝備自診斷和外部診斷能力，能方便有效地確定裝備狀態(tài)和隔離故障。裝備現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)組成參見圖 1?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)通過機(jī)內(nèi)測(cè)試接口對(duì)裝備進(jìn)行控制和檢測(cè)，通過測(cè)試儀器總線對(duì)自動(dòng)測(cè)試儀器系統(tǒng)進(jìn)行控制，進(jìn)行裝備外部測(cè)試。裝備現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括機(jī)內(nèi)自檢系統(tǒng)設(shè)計(jì)（BIT設(shè)計(jì)）和自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)。機(jī)內(nèi)自檢系統(tǒng)將故障隔離到外場(chǎng)可更換單元，借助自動(dòng)測(cè)試設(shè)備檢測(cè)能將故障隔離到內(nèi)場(chǎng)可更換單元。

機(jī)內(nèi)自檢系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括部件單元測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)、測(cè)試接口設(shè)計(jì)、機(jī)內(nèi)自檢軟件設(shè)計(jì)等。機(jī)內(nèi)自檢系統(tǒng)包括主動(dòng) BIT、被動(dòng) BIT、連續(xù) BIT、周期BIT、啟動(dòng)BIT等形式。

自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)對(duì)于雷達(dá)等裝備來說主要是射頻測(cè)試系統(tǒng)，用于確定部件的射頻特性。對(duì)于很多機(jī)電裝備來說，振動(dòng)分析儀器也是自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的一部分。此外，自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)中的測(cè)試儀器也可以是各種專門研制的現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)采集測(cè)試、診斷儀器。這些儀器應(yīng)包括計(jì)算機(jī)接口，用于連接上位計(jì)算機(jī)，進(jìn)行系統(tǒng)集成管理。上位機(jī)能控制這些儀器的測(cè)試診斷過程。

圖1 現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)組成及結(jié)構(gòu)

2 裝備遠(yuǎn)程測(cè)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

對(duì)于大型復(fù)雜裝備，單靠使用者的保障力量很難完成其維護(hù)任務(wù)。有些時(shí)候故障問題非常復(fù)雜，需要充分應(yīng)用信息技術(shù)成果，利用設(shè)備制造廠家、設(shè)計(jì)單位的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和多方專家資源，為裝備提供更為有效、強(qiáng)大的綜合維護(hù)保障能力，使復(fù)雜裝備隨時(shí)處于良好的性能狀態(tài)[2]。即充分利用豐富的網(wǎng)絡(luò)診斷資源，為設(shè)備提供遠(yuǎn)程協(xié)作測(cè)試診斷服務(wù)，快速提供裝備技術(shù)保障。

裝備遠(yuǎn)程測(cè)試系統(tǒng)是裝備遠(yuǎn)程保障測(cè)試的基礎(chǔ)。遠(yuǎn)程測(cè)試以現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試為基礎(chǔ)，裝備遠(yuǎn)程測(cè)試系統(tǒng)與現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的連接參見圖 2。遠(yuǎn)程專家在得到授權(quán)后，可通過遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)控制現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)進(jìn)行信號(hào)采集、測(cè)試，然后進(jìn)行狀態(tài)判斷和故障診斷，其他專家可以通過網(wǎng)絡(luò)觀看測(cè)試過程并參與分析討論。裝備遠(yuǎn)程測(cè)試軟件系統(tǒng)包括客戶機(jī)/服務(wù)器(Client/Server，C/S)和 WEB 瀏覽器/服務(wù)器(Browser/Server，B/S)等兩種模式[1,2]，以及兩種模式的混合。這兩種模式各有特長(zhǎng)，可以進(jìn)行互換，在必要時(shí)也可以采用混合模式。B/S模式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便。C/S模式在客戶機(jī)端有一套完整的應(yīng)用程序，在出錯(cuò)提示、在線幫助等方面功能完善，從而增強(qiáng)了其交互性。

圖2 遠(yuǎn)程測(cè)試系統(tǒng)與現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)的連接

2.1 面向設(shè)備的遠(yuǎn)程測(cè)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

為了實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程測(cè)試，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試系統(tǒng)必須為遠(yuǎn)程測(cè)試提供控制接口。面向裝備的裝備遠(yuǎn)程測(cè)試系統(tǒng)以裝備為中心，能獨(dú)立提供遠(yuǎn)程測(cè)試，基于WEB瀏覽器/服務(wù)器模式的遠(yuǎn)程測(cè)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參見圖 3。遠(yuǎn)程診斷專家與現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試人員能協(xié)同進(jìn)行裝備測(cè)試?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)試軟件讀取測(cè)試數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫中。遠(yuǎn)程測(cè)試診斷專家登陸到裝備現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試計(jì)算機(jī) WEB服務(wù)器上，通過瀏覽器查詢并下載過去測(cè)試數(shù)據(jù)，能進(jìn)行更深入的分析研究。在瀏覽器中運(yùn)行從WEB服務(wù)器上下載的ActiveX組件，能實(shí)時(shí)控制裝備測(cè)試并讀取顯示測(cè)試數(shù)據(jù)。ActiveX組件與現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試軟件應(yīng)用服務(wù)器實(shí)時(shí)通信，將測(cè)試指令發(fā)送到現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試計(jì)算機(jī)，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試軟件完成測(cè)試并將數(shù)據(jù)送回ActiveX組件?，F(xiàn)場(chǎng)測(cè)試軟件應(yīng)用服務(wù)器實(shí)際上是遠(yuǎn)程操作代理，接受遠(yuǎn)程測(cè)試操作指令，執(zhí)行測(cè)試并將結(jié)果返回遠(yuǎn)程端。

圖3 面向設(shè)備的遠(yuǎn)程測(cè)試系結(jié)構(gòu)

在 WEB服務(wù)器上還包括內(nèi)容繁雜的技術(shù)手冊(cè)、操作手冊(cè)、訓(xùn)練手冊(cè)、測(cè)試手冊(cè)、維修手冊(cè)等保障信息。這些信息按照有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)有機(jī)地組織管理起來，并以最優(yōu)化的方式將文字、表格、圖像、工程圖形、聲音、視頻、動(dòng)畫等多種信息形式顯示網(wǎng)絡(luò) WEB瀏覽器上，并以交互的方式進(jìn)行查閱。將維修測(cè)試技術(shù)人員或系統(tǒng)操作人員所需的信息，方便精確地展現(xiàn)在使用者面前，能加速裝備使用和保障活動(dòng)的實(shí)施。

2.2 面向診斷中心的裝備遠(yuǎn)程測(cè)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

面向診斷中心的裝備遠(yuǎn)程測(cè)試系統(tǒng)是指原始廠商為保障裝備運(yùn)行，為裝備使用階段提供技術(shù)保障服務(wù)而建立的技術(shù)系統(tǒng)，或者是裝備密集機(jī)構(gòu)為對(duì)裝備統(tǒng)一進(jìn)行保障管理而建立的測(cè)試監(jiān)視系統(tǒng)。其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參見圖 4。實(shí)事上，其中的診斷中心是各種級(jí)別的集中管理中心，如艦船級(jí)監(jiān)管中心、飛機(jī)級(jí)管理中心等。這些中心進(jìn)行互連，能組成更大范圍的測(cè)試保障管理中心。

在面向診斷中心的裝備遠(yuǎn)程測(cè)試系統(tǒng)中，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試計(jì)算機(jī)與中心可以通過各種網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接，如MODEM、專線、GPRS等，組成客戶機(jī)/服務(wù)器結(jié)構(gòu)。診斷管理中心作為客戶機(jī)，向現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試計(jì)算機(jī)服務(wù)器發(fā)出各種請(qǐng)求并得到響應(yīng)。基地級(jí)診斷管理中心或原始廠商維修保障中心運(yùn)行的軟件包括遠(yuǎn)程測(cè)試應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和 WEB服務(wù)器，管理所屬各種設(shè)備，是多種裝備測(cè)試軟件系統(tǒng)的集成。診斷專家利用瀏覽器登陸到診斷管理中心 WEB服務(wù)器上，進(jìn)行分管裝備的各種協(xié)同測(cè)試和診斷。遠(yuǎn)程測(cè)試應(yīng)用服務(wù)器相當(dāng)于通信代理服務(wù)器，將診斷專家的測(cè)試指令轉(zhuǎn)發(fā)給現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試計(jì)算機(jī)，將現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試計(jì)算機(jī)返回的測(cè)試結(jié)果數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)給診斷專家。

圖4 面向診斷中心的遠(yuǎn)程測(cè)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

2.3 復(fù)合結(jié)構(gòu)的裝備遠(yuǎn)程測(cè)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

將面向設(shè)備的遠(yuǎn)程測(cè)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和面向診斷中心的裝備遠(yuǎn)程測(cè)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相結(jié)合，就可組成復(fù)合結(jié)構(gòu)的裝備遠(yuǎn)程測(cè)試系統(tǒng)，即集成網(wǎng)絡(luò)測(cè)試系統(tǒng)，如圖5所示。復(fù)合結(jié)構(gòu)主要面向大型裝備（或工程）、原始廠商或基地級(jí)裝備管理機(jī)構(gòu)。大型裝備一般要求既能獨(dú)立測(cè)試保障，也能得到遠(yuǎn)程測(cè)試和支援；裝備管理機(jī)構(gòu)或原始廠商能對(duì)大型裝備進(jìn)行全壽命保障和支持。

圖5 復(fù)合結(jié)構(gòu)的裝備遠(yuǎn)程測(cè)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

3 結(jié)束語

大型裝備要求運(yùn)行保障的高可靠性、維護(hù)技能的多學(xué)科性和維護(hù)決策的科學(xué)性。為了及時(shí)對(duì)裝備進(jìn)行科學(xué)保障和維護(hù)，在加強(qiáng)測(cè)試保障技術(shù)應(yīng)用的同時(shí)，還需要發(fā)展應(yīng)用遠(yuǎn)程測(cè)試技術(shù)，要同時(shí)開發(fā)遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)測(cè)試系統(tǒng)，這樣能提高開發(fā)效率，降低開發(fā)成本，提高保障水平。

文中分析了裝備遠(yuǎn)程測(cè)試軟件系統(tǒng)的兩種結(jié)構(gòu)模式，客戶機(jī)/服務(wù)器(C/S)和WEB瀏覽器/服務(wù)器(B/S)等兩種模式?？偨Y(jié)了裝備遠(yuǎn)程測(cè)試保障技術(shù)的兩種實(shí)現(xiàn)方法，即面向設(shè)備的遠(yuǎn)程測(cè)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和面向診斷中心的裝備遠(yuǎn)程測(cè)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，以及這兩種結(jié)構(gòu)方法的復(fù)合模式，對(duì)這些結(jié)構(gòu)模式的應(yīng)用特點(diǎn)進(jìn)行了分析。

[1]張榮濤. 復(fù)雜裝備遠(yuǎn)程智能監(jiān)測(cè)、診斷與維護(hù)系統(tǒng)研究[D]. 南京理工大學(xué), 2002.

[2]張國輝. 可重構(gòu)遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)理論與技術(shù)研究[D].華中科技大學(xué), 2005.

[3]邱赤東. 船舶異步電機(jī)遠(yuǎn)程故障診斷技術(shù)的研究[D]. 大連海事大學(xué), 2007.

[4]陳國興. 飛機(jī)遠(yuǎn)程故障協(xié)同診斷并發(fā)機(jī)制研究[D].中國民航大學(xué), 2008.