韓志鋼

（總參陸航部裝備發(fā)展辦公室，北京　100107）

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裝備測試性綜合驗(yàn)證技術(shù)研究

韓志鋼

（總參陸航部裝備發(fā)展辦公室，北京100107）

摘要：介紹了測試性對于電子裝備的重要性，分析了目前已有的測試性評價(jià)方法存在的問題，并在測試性建模仿真的基礎(chǔ)上，提出了一種測試性綜合驗(yàn)證方法，該方法克服了目前已有的測試性評價(jià)方法的缺陷，能夠全面、有效地對產(chǎn)品的測試性水平進(jìn)行評估。

關(guān)鍵詞：測試性；測試性建模仿真；測試性驗(yàn)證試驗(yàn)；測試性評估；綜合驗(yàn)證

0　引言

測試性作為電子裝備的一種設(shè)計(jì)特性，具有與可靠性、維修性、保障性和安全性同等重要的地位。GJB 2547A—2012《裝備測試性工作通用要求》對測試性的定義為：產(chǎn)品能及時(shí)、準(zhǔn)確地確定其狀態(tài)（可工作、不可工作或性能下降程度），并隔離其內(nèi)部故障的一種設(shè)計(jì)特性[1]。良好的測試性設(shè)計(jì)可以縮短裝備的再次出動時(shí)間，提高裝備的戰(zhàn)備完好性、任務(wù)成功性和安全性，節(jié)省維修人力和其他保障資源，降低壽命周期費(fèi)用，對于電子裝備而言尤其如此。在當(dāng)前復(fù)雜的戰(zhàn)場環(huán)境形勢下，電子裝備的功能越來越先進(jìn)，技術(shù)和結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，各種大型復(fù)雜電子系統(tǒng)不斷涌現(xiàn)，從而對裝備的測試和診斷提出了更高、更新和更嚴(yán)格的要求，同時(shí)也帶來了嚴(yán)重的測試、診斷和維修保障問題。電子裝備的測試性驗(yàn)證問題日益突出，因此，測試性驗(yàn)證與評價(jià)已逐漸地成為了電子裝備設(shè)計(jì)定型時(shí)必須開展且必須達(dá)標(biāo)的一項(xiàng)重要工作。

1　測試性評價(jià)技術(shù)及其存在的問題

1.1測試性建模仿真

測試性建模仿真評價(jià)方法是采用相關(guān)性建模與仿真技術(shù)對電子裝備的測試性進(jìn)行分析和評估，發(fā)現(xiàn)電子裝備測試性的薄弱環(huán)節(jié)，提出設(shè)計(jì)改進(jìn)措施，并評價(jià)產(chǎn)品能否達(dá)到規(guī)定的測試性要求的方法。

北京航空航天大學(xué)的劉維罡等人在《航空航天器配電變換器測試性設(shè)計(jì)及其仿真研究》中提出了一種基于測試可控性設(shè)計(jì)以較低成本來實(shí)現(xiàn)板級電路故障的診斷的方案，給出了系統(tǒng)故障診斷邏輯判斷流程，并搭建了航空靜止變流器的仿真模型，驗(yàn)證了該方案的可行性[2]。國防科技大學(xué)的劉海明等人在《多信號流圖的測試性建模與分析》中介紹了多信號流圖建模方法，并以某飛行器配電器為例，在TEAMS環(huán)境中運(yùn)用多信號流圖進(jìn)行建模分析，并對該產(chǎn)品的測試性進(jìn)行了評價(jià)，結(jié)果表明，將多信號流圖測試性建模方法應(yīng)用在產(chǎn)品的測試性設(shè)計(jì)中是可行的、并且是有效的[3]。以上研究表明，在電子設(shè)備研制階段開展的測試性建模仿真工作，主要用于產(chǎn)品的測試性設(shè)計(jì)，雖然也可以用于指標(biāo)評價(jià)，但其模型中的很大一部分?jǐn)?shù)據(jù)來源于以往的數(shù)據(jù)、專家經(jīng)驗(yàn)信息和分析數(shù)據(jù)，帶有較大的主觀性和不確定性，如果將這些數(shù)據(jù)用于指標(biāo)評價(jià)，則得到的評價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確度往往會較低。但是，測試性建模仿真評價(jià)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)也是不容忽視的，即其可以在研制早期發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的測試性薄弱環(huán)節(jié)，及時(shí)地提出改進(jìn)建議，從而提高產(chǎn)品的測試性設(shè)計(jì)水平。

1.2測試性驗(yàn)證試驗(yàn)

測試性驗(yàn)證試驗(yàn)評價(jià)技術(shù)是指在裝備設(shè)計(jì)定型、生產(chǎn)定型或有重大設(shè)計(jì)更改時(shí)，即在實(shí)驗(yàn)室或?qū)嶋H使用環(huán)境下，對裝備注入一定數(shù)量的故障，用測試性設(shè)計(jì)規(guī)定的檢測方法進(jìn)行故障檢測與隔離，估計(jì)裝備的測試性水平，并判斷其是否達(dá)到規(guī)定的測試性要求，從而決定接收或者拒收。這種試驗(yàn)方法是以試驗(yàn)數(shù)據(jù)來驗(yàn)證裝備是否滿足測試性定量指標(biāo)的要求的，是裝備研制階段非常重要的環(huán)節(jié)。

在電子裝備的實(shí)物樣機(jī)上開展的、基于故障注入方法的測試性驗(yàn)證試驗(yàn)技術(shù)，需要注入的故障為選取的故障模式，這些故障模式可以是元器件級，也可以是SRU級或LRU級[4]。該方法是驗(yàn)證電子裝備測試性水平最有效的手段，但是，對于定型階段的裝備，由于封裝等造成的物理位置限制，造成一些故障位置是不可訪問的，限制了在物理故障注入位置上的可訪問性。并且從FMECA報(bào)告中隨機(jī)選擇的可更換單元的故障中大多是無法注入的或注入后會對裝備造成損傷，因此，評價(jià)結(jié)果的可信性也無法保證。

1.3測試性評估

測試性評估就是根據(jù)與裝備測試性有關(guān)的所有信息，包括試驗(yàn)數(shù)據(jù)和先驗(yàn)信息，利用概率統(tǒng)計(jì)方法來確定裝備的測試性指標(biāo)（例如：FDR、FIR）量值[5]。評估結(jié)果的形式可以為點(diǎn)估計(jì)、置信下限估計(jì)和置信區(qū)間估計(jì)等。測試性評估可以在裝備研制的任一階段進(jìn)行，既可以在研制階段進(jìn)行測試性預(yù)計(jì)，也可以在定型和外場使用階段進(jìn)行持續(xù)的評估。

在研制階段開展測試性評估，可以真實(shí)地反映裝備的測試性水平，但研制階段的樣本量通常無法滿足評估的需求；在使用階段開展測試性評估，主要目的是為了確認(rèn)裝備在實(shí)際使用條件下的測試性水平，評價(jià)其是否滿足使用要求，但該方法存在信息收集周期長、數(shù)據(jù)量不可控和無法及時(shí)地為設(shè)計(jì)提供改進(jìn)信息等缺點(diǎn)。

2　基于研制階段信息收集的測試性綜合驗(yàn)證方法

2.1總體思路

研制階段應(yīng)加強(qiáng)故障信息的收集，利用相關(guān)的故障信息，采用故障注入的方式，結(jié)合測試性建模仿真的信息，對產(chǎn)品的測試性進(jìn)行綜合驗(yàn)證，并做出測試性是否達(dá)到規(guī)定的指標(biāo)要求的結(jié)論。

2.2測試性綜合驗(yàn)證流程

測試性綜合驗(yàn)證方法包括收集研制階段的信息、確定試驗(yàn)樣本庫、選取故障流入方法并實(shí)施故障注入和進(jìn)行測試性評估4個(gè)階段，其流程圖如圖1所示。具體的方法為：首先，收集產(chǎn)品研制階段的信息，將研制過程中發(fā)現(xiàn)的薄弱環(huán)節(jié)作為試驗(yàn)驗(yàn)證方向和重點(diǎn)；其次，根據(jù)所收集到的信息來確定試驗(yàn)用故障樣本庫；然后，針對每個(gè)故障樣本選取合理可行的故障注入方法，并實(shí)施故障注入；最后，根據(jù)產(chǎn)品故障檢測和隔離的情況進(jìn)行測試性指標(biāo)的評估。

圖1　測試性綜合驗(yàn)證方法

3　結(jié)束語

本文對裝備測試性的重要性進(jìn)行了簡單的介紹，分析了測試性仿真、試驗(yàn)驗(yàn)證與評估等方法存在的一些問題，并在測試性建模仿真的基礎(chǔ)上，給出了測試性綜合驗(yàn)證的方法、流程、信息來源和測試性指標(biāo)評估的方法?？梢钥闯觯谘兄齐A段信息收集的測試性綜合驗(yàn)證技術(shù)綜合地考慮了研制階段所有的有效信息，確認(rèn)了合理的測試性試驗(yàn)樣本量，能夠全面、有效地對產(chǎn)品的測試性指標(biāo)進(jìn)行評估。

參考文獻(xiàn)：

[1]石君友.測試性設(shè)計(jì)分析與驗(yàn)證[M] .北京：國防工業(yè)出版社，2011.

[2]劉維罡，沈頌華.航空航天器配電變換器測試性設(shè)計(jì)及其仿真研究[J] .宇航學(xué)報(bào)，2007，28（6）：1747-1752.

[3]劉海明，易曉山.多信號流圖的測試性建模與分析[J] .中國測試技術(shù)，2007，33（1）：54-55，103.

[4]李天梅，邱靜，劉冠軍.測試性模擬故障注入試驗(yàn)中的故障模型研究[J] .中國機(jī)械工程，2009，20（16）：1923-1927.

[5]王道震，邵家駿，王曉峰.基于HALT的測試性驗(yàn)證方法研究[J] .電子產(chǎn)品可靠性與環(huán)境試驗(yàn)，2010，28 （1）：14-18.

A Comprehensive Testability Verification Technology of Equipment

HAN Zhi-gang
（Equipment Development Office of Armt Aviation，Beijing 100107，China）

Abstract：Firstlt，the importance of testabilitt to electronic equipment is introduced. Next，the problems of the existing testabilitt evaluation methods are analtzed. And then，based on testabilitt modeling and simulation，a comprehensive testability verification method is proposed，which overcomes the disadvantages of the existing testabilitt evaluation methods and can comprehensivelt and effectivelt evaluate the testabilitt of product.

Key words：testabilitt，testabilitt modeling and simulation；testabilitt verification test；testabilitt evaluation；comprehensive verification

作者簡介：韓志鋼（1979-），男，江蘇通州人，總參陸航部裝備發(fā)展辦公室高級工程師，從事裝備立項(xiàng)論證和型號管理工作。

收稿日期：2015-12-03修回日期：2015-12-13

doi:10.3969/j.issn.1672-5468.2016.02.002

中圖分類號：TB 114.35

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

文章編號：1672-5468（2016）02-0007-03