邱志剛 李廣友

摘 要：本論文以某型裝備液壓助力系統(tǒng)為研究對(duì)象，提出一種基于功率流圖模型的液壓助力系統(tǒng)測(cè)試性建模與分析方法。解決現(xiàn)有基于模型的測(cè)試性設(shè)計(jì)方法存在的故障模式描述不規(guī)范，故障傳播路徑分析主要依靠經(jīng)驗(yàn)，故障與被測(cè)參數(shù)、測(cè)試與被測(cè)參數(shù)間的關(guān)系較難建立、模型與實(shí)際系統(tǒng)偏差較大等導(dǎo)致測(cè)試性分析效率低、分析結(jié)果與實(shí)際偏差較大、應(yīng)用范圍受限等問(wèn)題。通過(guò)以行星轉(zhuǎn)向機(jī)操縱液壓助力裝置和主離合器操縱液壓助力裝置為代表的機(jī)液操縱系統(tǒng)測(cè)試性建模技術(shù)，為復(fù)雜裝備機(jī)液系統(tǒng)傳感器優(yōu)化配置、測(cè)試性增長(zhǎng)以及故障檢測(cè)與隔離提供新技術(shù)、新方法。

關(guān)鍵詞：液壓助力系統(tǒng)；功率流圖；測(cè)試性設(shè)計(jì)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.11.198

1 前言

某型裝備液壓助力系統(tǒng)在進(jìn)一步增強(qiáng)裝備的機(jī)動(dòng)性和長(zhǎng)久的戰(zhàn)斗力、改善駕駛員的作業(yè)條件方面起到了很大的作用，使得操作更為靈便輕巧、高效靈活，但這也使其技術(shù)和構(gòu)造越來(lái)越繁雜，因此對(duì)液壓助力系統(tǒng)進(jìn)行準(zhǔn)確而可靠的測(cè)試與診斷越來(lái)越重要。將測(cè)試性要求納入到液壓助力系統(tǒng)檢測(cè)過(guò)程中，在降低測(cè)試成本的同時(shí)，提高液壓助力系統(tǒng)性能監(jiān)測(cè)和故障檢測(cè)的效率，大大減少了維修所需時(shí)間、增強(qiáng)了液壓助力系統(tǒng)的可使用性。

2 我國(guó)測(cè)試性的發(fā)展概述

測(cè)試性是指裝備能及時(shí)、準(zhǔn)確地確定其狀態(tài)（可工作、不可工作或性能下降），并隔離其內(nèi)部故障的一種設(shè)計(jì)特性。裝備“五性”主要內(nèi)容之一就是測(cè)試性，旨在實(shí)現(xiàn)裝備測(cè)試與診斷能力的優(yōu)生和優(yōu)育的總體化，是從根本上提高裝備測(cè)試與診斷水平的技術(shù)途徑。

我國(guó)測(cè)試性建模技術(shù)的研究發(fā)展情況：

在測(cè)試性技術(shù)發(fā)展的初期，由于技術(shù)和認(rèn)識(shí)上的限制，在設(shè)計(jì)過(guò)程中重視功能、輕視測(cè)試和診斷，僅僅把測(cè)試性當(dāng)做改善系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一種方法，通常在系統(tǒng)設(shè)計(jì)結(jié)束或后期加以測(cè)試性的增補(bǔ)或修改，很少在設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程中考慮系統(tǒng)設(shè)計(jì)、維護(hù)和保障等一些相關(guān)要求，使測(cè)試性設(shè)計(jì)經(jīng)常達(dá)不到理想中的效果，設(shè)計(jì)返工率和虛警率偏高，因此對(duì)系統(tǒng)保障和維護(hù)的支持能力有限，容易使研究者對(duì)其失去信心。

1990年以后，人們提出了并行工程的概念和并廣泛應(yīng)用，人們開(kāi)始從綜合診斷的視角，以并行工程的角度對(duì)測(cè)試性設(shè)計(jì)進(jìn)行重新審視，逐步認(rèn)識(shí)到測(cè)試性設(shè)計(jì)本質(zhì)上是系統(tǒng)并行工程和系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要構(gòu)成元素。測(cè)試性設(shè)計(jì)應(yīng)突破產(chǎn)品傳統(tǒng)串行開(kāi)發(fā)模式堵在設(shè)計(jì)、制造和維護(hù)之間的“高墻”，讓設(shè)計(jì)-制造-維護(hù)一體化的策略得到實(shí)現(xiàn)，這樣才能完全解決“故障”帶來(lái)的麻煩。

在我國(guó)測(cè)試性設(shè)計(jì)技術(shù)的研究從80年代后期開(kāi)始被重視。目前，只有部分裝備局部進(jìn)行了測(cè)試性設(shè)計(jì)工作。而對(duì)于大多數(shù)裝備而言，測(cè)試性設(shè)計(jì)還遠(yuǎn)沒(méi)有成為普遍的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則?？梢韵胂?，如果這些裝備將來(lái)走向戰(zhàn)場(chǎng)，測(cè)試性差、難以維修保障的問(wèn)題將成為制約其效能發(fā)揮的重要因素。

面向并行工程的測(cè)試性設(shè)計(jì)技術(shù)為改善這一狀況開(kāi)辟了新途徑，它使我們不必重蹈國(guó)外在裝備維修保障上的覆轍，而直接在一定高度的技術(shù)起點(diǎn)上切實(shí)改善裝備的測(cè)試性和維護(hù)保障能力，并具備下面幾點(diǎn)顯著優(yōu)點(diǎn)：

一是顯著降低裝備全系統(tǒng)全壽命周期的費(fèi)用；二是由于在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段就認(rèn)真考慮了產(chǎn)品的可測(cè)試性問(wèn)題，使裝備地面外部測(cè)試和內(nèi)置測(cè)試做到合理分工和有機(jī)結(jié)合，可大大提高排除故障的能力和效率，縮短裝備再次投入戰(zhàn)斗或訓(xùn)練的準(zhǔn)備時(shí)間；三是測(cè)試設(shè)備硬件和軟件做到通用化、垂直化、標(biāo)準(zhǔn)化，確保裝備研制過(guò)程測(cè)試與各級(jí)使用維護(hù)診斷測(cè)試手段和信息的一致化；四是改變維修體制，減少了保障費(fèi)用。

3 測(cè)試性建模技術(shù)在某型裝備上應(yīng)用的意義

液壓助力系統(tǒng)是某型裝備操縱系統(tǒng)的重要組成部分，決定著裝備機(jī)動(dòng)性能好壞，故障診斷和性能檢測(cè)是其技術(shù)保障的核心。當(dāng)前裝備液壓助力系統(tǒng)以液力機(jī)械綜合傳動(dòng)為主，雖然主離合器、行星轉(zhuǎn)向機(jī)操縱液壓助力裝置的助力性能滿足了我軍作戰(zhàn)使用要求，但其在可靠性、維修性、測(cè)試性程度等方面還存在諸多問(wèn)題，究其原因是多方面的，但分析手段和方法的過(guò)時(shí)無(wú)疑是一個(gè)重要因素。 且出現(xiàn)報(bào)警后主要通過(guò)修理人員參照故障原因列表人為分析查找故障原因，帶來(lái)的直接后果是：效率低、故障檢測(cè)與隔離不精確、維修費(fèi)用高、測(cè)試與診斷時(shí)間長(zhǎng)，造成維修保障資源的浪費(fèi)和裝備全壽命周期費(fèi)用的增長(zhǎng)。某型裝備液壓系統(tǒng)在參加“裝備兩項(xiàng)--2014”競(jìng)賽集訓(xùn)階段過(guò)程中累計(jì)出現(xiàn)故障20次，給裝備的使用、檢測(cè)、維修等帶來(lái)極大的挑戰(zhàn)。

某型裝備液壓助力系統(tǒng)作為本課題的主要研究對(duì)象，重點(diǎn)研究液壓助力系統(tǒng)的測(cè)試性建模，為裝備液壓助力系統(tǒng)的檢測(cè)維修探索理論基礎(chǔ)。進(jìn)行測(cè)試性設(shè)計(jì)，不僅能夠明顯減少產(chǎn)品壽命周期的費(fèi)用，而且可以大大縮短裝備維修時(shí)間，提高故障檢測(cè)率。

深入研究裝備測(cè)試性建模與分析技術(shù)對(duì)軍事需求的意義體現(xiàn)主要在以下幾個(gè)方面：

一是長(zhǎng)期以來(lái)，我軍對(duì)裝備的測(cè)試性工作重視程度不夠。理論研究多，應(yīng)用研究少，尤其是在陸軍裝備研制上。

二是新一輪裝備可靠性增長(zhǎng)與測(cè)試性改進(jìn)工作即將展開(kāi)，對(duì)測(cè)試性建模與分析方法的新成果需求顯著增強(qiáng)。部隊(duì)使用單位關(guān)注的裝備關(guān)鍵部件主動(dòng)維護(hù)、視情維修等狀態(tài)信息遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足，這就涉及到對(duì)主戰(zhàn)裝備關(guān)鍵部件，尤其是行星轉(zhuǎn)向機(jī)和主離合器操縱液壓助力裝置，開(kāi)展測(cè)試性建模與分析等方面的研究工作，以達(dá)到準(zhǔn)確適宜地確定狀態(tài)監(jiān)測(cè)參數(shù)。

三是液壓助力系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用對(duì)傳統(tǒng)測(cè)試性建模分析理論與技術(shù)提出了新的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)主要針對(duì)電系統(tǒng)（基于“0”和“1”的二值系統(tǒng)）的測(cè)試性建模分析理論與實(shí)踐已不能滿足機(jī)械液壓系統(tǒng)的測(cè)試性分析需求。

因此，面向并行工程的測(cè)試性設(shè)計(jì)技術(shù)是一項(xiàng)適合我國(guó)國(guó)情的科學(xué)技術(shù)，對(duì)其進(jìn)行切實(shí)深入的研究，并突破其中的關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)提高我軍裝備的測(cè)試性水平具有非常重要的戰(zhàn)略意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]晁志強(qiáng)，劉相波，孟愛(ài)紅.裝甲車輛液壓傳動(dòng)[M].北京：兵器工業(yè)出版社，2005.

[2]劉建敏，劉遠(yuǎn)宏.綜合傳動(dòng)裝置測(cè)試性設(shè)計(jì)技術(shù)研究[D].裝甲兵工程學(xué)院碩士學(xué)位論文，2015.

[3]劉建敏，劉遠(yuǎn)宏，馮輔周，江鵬程.基于貪婪算法的測(cè)試優(yōu)化選擇[J].兵工學(xué)報(bào)，2014，35（12）：2109-2115.

[4]劉靜，辛軍，胡向順，查連忠.基于多信號(hào)流圖模型的裝備測(cè)試性分析[J].信息技術(shù)，2013（01）.

[5]周平，劉東風(fēng).基于多信號(hào)模型的艦船柴油機(jī)測(cè)試性研究[J].測(cè)試技術(shù)學(xué)報(bào)，2011，25（02）：95-99.

[6]張士剛，胡政，羅德明，陳穎，羅旭.基于多信號(hào)模型的某慣測(cè)組合測(cè)試性分析與改進(jìn)[M].長(zhǎng)沙：國(guó)防科技大學(xué)出版社.

作者簡(jiǎn)介：邱志剛（1993-），男，山東諸城人，學(xué)士，助理工程師，研究方向：新型裝甲裝備工程。