邵云峰，彭濤

(北京電子工程總體研究所，北京 100854)

工業(yè)智能化背景下導(dǎo)彈測試技術(shù)的發(fā)展思考*

邵云峰，彭濤

(北京電子工程總體研究所，北京 100854)

在工業(yè)智能化大發(fā)展背景下，導(dǎo)彈測試技術(shù)面臨多型號被測對象的通用、快速、并行、可靠的測試、診斷、維護(hù)一體化等需求，以滿足武器裝備的信息化、智能化綜合保障能力的提升需求。導(dǎo)彈測試技術(shù)要緊密契合國防工業(yè)發(fā)展方向，以服務(wù)裝備保障為中心，以提升技術(shù)能力為目標(biāo)，以需求和問題為導(dǎo)向，創(chuàng)新測試?yán)砟睢⒎椒?、技術(shù)手段等，重點(diǎn)發(fā)展大數(shù)據(jù)測試、智能化測試、網(wǎng)絡(luò)化測試和云測試等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)彈測試從任務(wù)型向能力型的轉(zhuǎn)變。

大數(shù)據(jù)測試；智能化測試；網(wǎng)絡(luò)化測試；云測試；導(dǎo)彈測試；故障診斷

0 引言

導(dǎo)彈測試技術(shù)是基于通用測試與控制技術(shù)，滿足導(dǎo)彈測試性設(shè)計(jì)要求而開發(fā)的測控環(huán)境，是各種測控技術(shù)優(yōu)化、集成和創(chuàng)新的典型應(yīng)用。導(dǎo)彈測試技術(shù)隨著武器裝備和測試技術(shù)的發(fā)展，測試對象和測試系統(tǒng)的復(fù)雜性和多樣性越來越突出。目前導(dǎo)彈測試技術(shù)普遍基于VXI(VMEbus extension for instrumentation)和PXI(PCI extensions for instrumentation)等總線儀器，實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)彈測試的高速采集、精確測量和多樣化分析評估，但是對比衛(wèi)星、飛機(jī)等測試環(huán)境，以及未來空間飛行器的測試需求，導(dǎo)彈測試技術(shù)在通用性、創(chuàng)新性、覆蓋性、天地一致性等方面還有差距。同時，針對國家“十三五”提出的中國制造2025發(fā)展規(guī)劃，以及各行業(yè)全力推進(jìn)信息化、智能化大發(fā)展的背景下，導(dǎo)彈測試技術(shù)也面臨很大的發(fā)展機(jī)遇和挑戰(zhàn)。

1 導(dǎo)彈測試技術(shù)現(xiàn)狀

“十二五”導(dǎo)彈測試技術(shù)隨著導(dǎo)彈武器裝備和通用測控技術(shù)的發(fā)展，能力得到了很大提升。一是基于VXI總線的導(dǎo)彈測試體系架構(gòu)趨于成熟，形成了相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)群；二是虛擬儀器總線應(yīng)用的多樣化，逐步從VXI向PXI和自定義總線轉(zhuǎn)變，前者突出緊跟儀器發(fā)展主流，后者突出自有核心技術(shù)；三是瞄準(zhǔn)下一代測試技術(shù)，結(jié)合型號需求，分階段實(shí)現(xiàn)從串行通訊向1553B總線和網(wǎng)絡(luò)化應(yīng)用轉(zhuǎn)變；四是測試系統(tǒng)軟件平臺化，提升了可移植性和通用性。

導(dǎo)彈測試系統(tǒng)作為導(dǎo)彈測試技術(shù)的顯性載體和武器裝備配套設(shè)備，“十二五”期間技術(shù)水平得到了顯著提升，在多個軍兵種實(shí)現(xiàn)了批量配套，為導(dǎo)彈武器綜合保障能力提升發(fā)揮了重要作用。導(dǎo)彈測試系統(tǒng)呈現(xiàn)的主要特點(diǎn)：一是從型號專用向多型號通用化轉(zhuǎn)變，以適應(yīng)工業(yè)部門多型號并行研制和部隊(duì)提升綜合保障效能需求。目前機(jī)載彈藥測試系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)通用化，以海軍為代表的軍兵種已建立戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈通用測試裝備技術(shù)規(guī)范，規(guī)范和推進(jìn)各類導(dǎo)彈測試設(shè)備的通用化；二是原有測試系統(tǒng)向測試平臺和便攜式測試設(shè)備“一大一小”兩極拓展。測試系統(tǒng)一方面從單一測量為主向測試、診斷、維護(hù)一體化平臺擴(kuò)展，另一方面向高度集成和小型化的便攜測試設(shè)備拓展，滿足部隊(duì)伴隨保障、原位測試需求[1]。

2 導(dǎo)彈測試技術(shù)的不足

(1) 導(dǎo)彈測試性設(shè)計(jì)不足

長期以來，導(dǎo)彈研發(fā)都是以功能實(shí)現(xiàn)為核心，對導(dǎo)彈測試性設(shè)計(jì)重視不夠，導(dǎo)致導(dǎo)彈測試深度和測試覆蓋率不足，影響了對導(dǎo)彈的完好性評估，具體體現(xiàn)為：

1) 測試性總體設(shè)計(jì)不足；

2) 高置信度測試性建模和模型驗(yàn)證能力不足；

3) 導(dǎo)彈及分系統(tǒng)BIT(built in test)設(shè)計(jì)不足；

4) 基于FMECA(failure mode effects and criticality analysis)的故障診斷與隔離設(shè)計(jì)和驗(yàn)證能力不足；

5) 測試性評估缺乏驗(yàn)證方法和能力。

(2) 導(dǎo)彈天地一致性測試驗(yàn)證不足

各級機(jī)關(guān)和領(lǐng)導(dǎo)對于導(dǎo)彈飛行試驗(yàn)失利總存在一個疑惑，地面測試完好的導(dǎo)彈，為什么飛試的時候還會出現(xiàn)問題？通過對各類飛試失利案例的深入剖析，地面模擬導(dǎo)彈真實(shí)飛行環(huán)境的測試手段不足是主要原因，即導(dǎo)彈天地一致性的驗(yàn)證能力不足，導(dǎo)致地面驗(yàn)證不能完全涵蓋導(dǎo)彈實(shí)際飛行工況，無法及時發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)隱患。具體體現(xiàn)為：

1) 導(dǎo)彈動態(tài)閉環(huán)測試能力不足；

2) 導(dǎo)彈邊界條件測試能力較弱；

3) 飛行工況復(fù)合激勵環(huán)境缺乏。

(3) 導(dǎo)彈故障診斷能力不足

目前導(dǎo)彈測試重點(diǎn)是功能和性能指標(biāo)的符合性測試，基本解決了“測”的問題。但由于導(dǎo)彈測試性設(shè)計(jì)和驗(yàn)證不足導(dǎo)致可獲取的測試數(shù)據(jù)不全[1]，無法對導(dǎo)彈進(jìn)行全面故障診斷和準(zhǔn)確定位，因此導(dǎo)彈“診”的能力急需提升。導(dǎo)彈故障診斷能力不足主要體現(xiàn)為：

1) 缺乏導(dǎo)彈故障樹；

2) 缺少適用的故障診斷方法；

3) 導(dǎo)彈全壽命周期測試數(shù)據(jù)綜合能力不足。

(4) 導(dǎo)彈測試技術(shù)的創(chuàng)新力度不足

導(dǎo)彈測試技術(shù)經(jīng)歷了仿制、研仿結(jié)合和自主研制3個階段，測試系統(tǒng)經(jīng)歷了手動、半自動和全自動的發(fā)展過程，目前基于虛擬儀器總線的測試技術(shù)成為測試應(yīng)用的主流，也在各類測試裝備上得到了廣泛應(yīng)用。但從國外先進(jìn)測試技術(shù)的發(fā)展趨勢看[2]，導(dǎo)彈測試技術(shù)在創(chuàng)新應(yīng)用方面還有差距。今后主要方向如下：

1) 合成儀器技術(shù)；

2) 故障預(yù)測與健康管理技術(shù)；

3) 虛擬測試技術(shù)；

4) 智能測試技術(shù)。

3 測試技術(shù)發(fā)展的幾點(diǎn)思考

通過對“十二五”導(dǎo)彈測試現(xiàn)狀總結(jié)和“十三五”導(dǎo)彈裝備發(fā)展分析，后續(xù)測試技術(shù)發(fā)展要綜合考慮軍方用戶需求和測試專業(yè)需求2個層面。

軍方用戶需求層面，一是重點(diǎn)推動測試設(shè)備通用化和小型化；二是著力推動PXI總線+適配器模式的通用測試平臺產(chǎn)品化；三是發(fā)展快速便捷的現(xiàn)場測試保障裝備。測試專業(yè)需求層面，頂層需求來自軍工管理部門“十三五”規(guī)劃，重點(diǎn)是試驗(yàn)、測試、評估相結(jié)合，發(fā)展先進(jìn)測試與故障預(yù)測、特種測試與傳感、虛擬試驗(yàn)與一體化綜合試驗(yàn)驗(yàn)證、復(fù)雜電磁環(huán)境試驗(yàn)測試等技術(shù)；軍工集團(tuán)導(dǎo)彈測試專業(yè)需求側(cè)重于導(dǎo)彈測試性設(shè)計(jì)、測試設(shè)備工程化能力提升、測試產(chǎn)業(yè)鏈拓展、虛擬測試與評估、故障診斷與健康管理等。

綜上所述，在工業(yè)智能化大發(fā)展背景下，導(dǎo)彈測試技術(shù)要緊密契合國防工業(yè)發(fā)展方向，以服務(wù)裝備保障為中心，以提升專業(yè)能力為目標(biāo)，以需求和問題為導(dǎo)向，創(chuàng)新發(fā)展思維，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)彈測試從任務(wù)型向能力型的轉(zhuǎn)變。

“十三五”導(dǎo)彈測試技術(shù)發(fā)展，可概括為“大”、“智”、“網(wǎng)”、“云”4個方向。

(1) “大”——大數(shù)據(jù)測試

在當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)信息化時代，大數(shù)據(jù)具有數(shù)據(jù)規(guī)模大、種類多和處理速度快等特征，其采集、分析和綜合應(yīng)用在各行各業(yè)正發(fā)揮越來越大的作用。軍工行業(yè)里的飛機(jī)、衛(wèi)星等產(chǎn)品，由于系統(tǒng)復(fù)雜、測試參量測試時間長，數(shù)據(jù)量非常龐大，大數(shù)據(jù)的應(yīng)用已開展了較長時間的研究和應(yīng)用[2]；而導(dǎo)彈相比飛機(jī)、衛(wèi)星，測試參量和數(shù)據(jù)量要簡單，大數(shù)據(jù)應(yīng)用還沒有真正開展[2-4]。導(dǎo)彈全壽命周期數(shù)據(jù)包括產(chǎn)品配套數(shù)據(jù)、單元測試數(shù)據(jù)、總裝測試數(shù)據(jù)、部隊(duì)測試數(shù)據(jù)、維修維護(hù)數(shù)據(jù)等，整體現(xiàn)狀是缺乏統(tǒng)一管理和利用。

隨著導(dǎo)彈武器綜合保障要求的提升，對導(dǎo)彈全壽命周期測試、診斷、維護(hù)的需求也更為迫切，因此如何充分匯集軍地雙方導(dǎo)彈全壽命期數(shù)據(jù)，開展基于大數(shù)據(jù)的導(dǎo)彈故障診斷、預(yù)測和健康管理技術(shù)研究(可稱之為導(dǎo)彈“后測試技術(shù)”)，對于加速導(dǎo)彈武器裝備迅速形成戰(zhàn)斗力的意義重大。

(2) “智”——智能化測試

當(dāng)前，智能化應(yīng)用正以前所未有的廣度、深度和速度滲透到我們生活、工作的方方面面。國外以德國工業(yè)4.0為代表的智能制造推動了工業(yè)制造模式和水平的提升；國內(nèi)“十三五”提出的中國制造2025發(fā)展戰(zhàn)略規(guī)劃，旨在全面推進(jìn)國內(nèi)工業(yè)制造領(lǐng)域的智能化。在國內(nèi)外工業(yè)智能化大背景下，導(dǎo)彈工業(yè)也在著力提升數(shù)字化和智能化，從機(jī)械軍工向數(shù)字軍工轉(zhuǎn)變，推動產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級[5]。

目前軍工企業(yè)正在推進(jìn)導(dǎo)彈武器裝備研制模式及流程的數(shù)字化、智能化再造，特點(diǎn)是基于虛擬樣機(jī)的設(shè)計(jì)、制造、裝配、測試、保障等環(huán)節(jié)的一體化協(xié)同，導(dǎo)彈測試的智能化既是導(dǎo)彈研發(fā)和制造的需要，也是導(dǎo)彈測試技術(shù)今后發(fā)展的必然方向。導(dǎo)彈智能測試技術(shù)發(fā)展重點(diǎn)包括智能化儀器合成、智能可重構(gòu)系統(tǒng)、智能接口適配、彈載自測試、導(dǎo)彈智能診斷技術(shù)[6-7]等，分布在虛擬樣彈的智能化協(xié)同設(shè)計(jì)和實(shí)物樣彈的智能制造過程里[8]。

(3) “網(wǎng)”——網(wǎng)絡(luò)化測試

如今網(wǎng)絡(luò)已遍及人們生活的各個角落，社會的整體運(yùn)行發(fā)展已經(jīng)離不開網(wǎng)絡(luò)?！笆濉眹野l(fā)布了“互聯(lián)網(wǎng)+”戰(zhàn)略，更是將網(wǎng)絡(luò)的推廣應(yīng)用提升到國家層面，可以預(yù)見，未來的5～10年，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用又將迎來一次高速發(fā)展。在軍工行業(yè)，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用需求絲毫不亞于社會其他行業(yè)，甚至還應(yīng)超前和引領(lǐng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的發(fā)展[9]。對于導(dǎo)彈武器裝備測試領(lǐng)域，美軍正在研發(fā)的Next測試系統(tǒng)，其體系架構(gòu)的基礎(chǔ)就是網(wǎng)絡(luò)，通過衛(wèi)星鏈路和信息網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建全球數(shù)據(jù)訪問專家支持系統(tǒng)，對不同區(qū)域、不同軍種的各種裝備測試數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總分析和處理[1，10]。

在國內(nèi)導(dǎo)彈測試領(lǐng)域，網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用直接推動了測試技術(shù)、設(shè)備和服務(wù)的升級換代，網(wǎng)絡(luò)化測試越來越得到認(rèn)可和重視，并且已經(jīng)在遠(yuǎn)程測試、專家知識、測試資源管理和調(diào)配等方面得到了一定的應(yīng)用。后續(xù)結(jié)合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展和裝備測試應(yīng)用發(fā)展的需求，網(wǎng)絡(luò)化測試進(jìn)一步創(chuàng)新測試方法，重點(diǎn)關(guān)注基于移動互聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)化測試[7]、無線測試、組網(wǎng)測試，借鑒手機(jī)APP模式，開發(fā)基于移動互聯(lián)的測試功能Tps，提供遠(yuǎn)程下載開展不同測試對象的測試診斷包[11]。

(4) “云”——云測試

云概念的核心思想是把大量資源通過網(wǎng)絡(luò)形成供用戶使用的龐大資源庫[12]。在當(dāng)前社會活動網(wǎng)絡(luò)化模式中，云計(jì)算、云存貯、云制造等“云”技術(shù)快速發(fā)展，在各個領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用[13]。在導(dǎo)彈武器裝備研制過程中，彈道計(jì)算、氣動設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)分析、控制仿真等都需要用到云計(jì)算[14]。隨著國家軍民一體化保障的深入推進(jìn)，充分借鑒和利用“云”技術(shù)，系統(tǒng)、全面、高效地推進(jìn)部隊(duì)導(dǎo)彈武器裝備的綜合保障工作，對提升裝備保障效能，確保裝備戰(zhàn)備完好性意義重大。

導(dǎo)彈測試是導(dǎo)彈武器裝備綜合保障的重要組成部分，在“云”保障發(fā)展的牽引下，導(dǎo)彈測試勢必也將從傳統(tǒng)的點(diǎn)對點(diǎn)測試模式，轉(zhuǎn)型升級為點(diǎn)對面、面對面的云測試模式。云測試是網(wǎng)絡(luò)化測試技術(shù)和內(nèi)涵的深化，通過對“人、機(jī)、料、法、金”等平臺的互動[15]，整合工業(yè)部門和軍方的測試資源，優(yōu)化資源調(diào)配，提升資源利用率，支持跨平臺、跨領(lǐng)域、跨專業(yè)的協(xié)同測試(功能測試、性能測試、驗(yàn)收測試、安全性測試、一致性測試、可靠性測試、復(fù)雜電磁環(huán)境適應(yīng)性測試等)[16]，實(shí)現(xiàn)導(dǎo)彈測試領(lǐng)域的B2B，B2C，C2C，O2O等。

4 結(jié)束語

本文分析了當(dāng)前導(dǎo)彈測試技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀和不足，針對“十三五”軍地雙方對導(dǎo)彈測試技術(shù)發(fā)展的需求，以切實(shí)提升裝備測試水平和測試專業(yè)能力為目標(biāo)，指出后續(xù)應(yīng)重點(diǎn)發(fā)展大數(shù)據(jù)測試、智能化測試、網(wǎng)絡(luò)化測試和云測試的研究方向，從而適應(yīng)中國制造2025發(fā)展戰(zhàn)略和國防工業(yè)智能化發(fā)展大趨勢的要求。

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Review of Missile- Test Technology Development on the Background of Industrial Intellectualization

SHAO Yun- feng，PENG Tao

(Beijing Institute of Electronic System Engineering，Beijing 100854 China)

To fulfill the demand of an enhanced informative and intellectualized integrated support in weapon system under the context of developing industrial intellectualization, missile- test technology requires a general, rapid, paralleled and reliable integration of test, diagnosis and maintenance techniques when testing multi- project UUT(unit under test). Closely related to the goal of defense industry, missile- test technology should be centered on serving equipment supply, aimed at promoting technical skills, led by needs and inquiries, innovated by new concept, methods and approaches. The transformation from task- based test to ability- based test for missile will be achieved, which is emphasized by the development of big data，intellectual system，network and cloud test.

big data test；intelligent test；network test；cloud test；missile test；fault diagnosis

2016-06-15；

2016-11-18 基金項(xiàng)目：有 作者簡介：邵云峰(1971-)，男，江蘇宜興人。研究員，碩士，研究方向?yàn)轱w行器電氣與測發(fā)控總體設(shè)計(jì)。

10.3969/j.issn.1009- 086x.2017.04.025

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1009- 086X(2017)- 04- 0157- 05

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