王經(jīng)典

（中國航空無線電電子研究所，上海 200241）

經(jīng)過逾40年的高速發(fā)展，我國經(jīng)濟取得了全球矚目的成就。李清在《航空武器裝備創(chuàng)新發(fā)展的哲學思考》一文中提出裝備發(fā)展與科學技術(shù)水平和經(jīng)濟實力相適應(yīng)[1]，一方面，經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展是經(jīng)濟高速發(fā)展之后的必然延續(xù)，另一方面，經(jīng)濟總量的大幅增加又為追求更高質(zhì)量的發(fā)展打下了堅實的經(jīng)濟基礎(chǔ)。

在國家經(jīng)濟快速發(fā)展的背景下，裝備使用也全面進入了實戰(zhàn)化作訓的階段，李名軍等在《改革強軍戰(zhàn)略下推進實戰(zhàn)化訓練的思考》一文中指出將“搬家式駐訓”轉(zhuǎn)變?yōu)椤耙皯?zhàn)化實訓”、從理想狀態(tài)下“打靶打得準”到復雜環(huán)境下“打仗能打贏”、“安全子標準”必須絕對服從“戰(zhàn)斗力母標準”、避免平時懼“丟丑”戰(zhàn)時會“丟命”[2]都是實戰(zhàn)化的體現(xiàn)。實戰(zhàn)化作訓的本質(zhì)就是高質(zhì)量的訓練，是經(jīng)濟高質(zhì)量發(fā)展在裝備領(lǐng)域的具體體現(xiàn)，這也對裝備產(chǎn)品本身提出了更高的質(zhì)量要求，對作為航空裝備大腦和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的航空電子系統(tǒng)也提出了更高的質(zhì)量要求。

本文將在厘清概念定義及相互關(guān)系的基礎(chǔ)上，明確測試與質(zhì)量的關(guān)系，尤其是測試與質(zhì)量控制的關(guān)系，得出“測控”一詞的另一種解釋，即“測試是質(zhì)量控制的最重要手段”，分析了當前航空電子系統(tǒng)測試主要面臨的多個維度問題，并針對這些問題的解決，提出了若干技術(shù)解決思路。

1 測試是質(zhì)量控制的最重要手段

1.1 相關(guān)概念介紹

與武器裝備質(zhì)量強相關(guān)的概念包括質(zhì)量、質(zhì)量管理、質(zhì)量控制、質(zhì)量保證、分析、測試、檢驗等。

《裝備質(zhì)量管理術(shù)語（GJB 1405A－2006）》[3]對“質(zhì)量”的定義為：一組固有特性滿足要求的程度；對“質(zhì)量管理”的定義為：在質(zhì)量方面指揮和控制組織的協(xié)調(diào)的活動；對“質(zhì)量控制”的定義為：質(zhì)量管理的一部分，致力于滿足質(zhì)量的要求；對“質(zhì)量保證”的定義為：質(zhì)量管理的一部分，致力于提供質(zhì)量要求會得到滿足的信任。

《裝備質(zhì)量管理術(shù)語（GJB 1405A－2006）》[3]對“檢驗”的定義為：通過觀察和判斷，適當時結(jié)合測量、試驗所進行的符合性評價；對“測試”的定義為：確定產(chǎn)品狀態(tài)（可工作、不可工作、性能下降）并隔離其內(nèi)部故障的活動。

《系統(tǒng)工程手冊》[4]對“質(zhì)量控制”的定義為：確保組織的質(zhì)量管理流程在項目中的有效應(yīng)用；對“驗證”的定義為：提供證明系統(tǒng)或系統(tǒng)元素滿足其特定需求和特征的客觀證據(jù)，包括測試（Test）、檢驗（Inspection）、分析（Analysis）、類比（Analogy）等。

“驗證”中“檢驗”的定義為：基于元素的目視檢查或尺寸檢查，依賴于人的感覺或者使用簡單的測量和處理方法。檢驗一般是無損的，且通常包括視覺、聽覺、嗅覺、觸覺和味覺的使用，簡單的物理操作，機械的和電氣的計量以及測量，一般不提供激勵；適用于顏色、重量、文件、代碼列表等內(nèi)容。而“驗證”中“測試”的定義為：使用專用測試設(shè)備或者儀器來獲得待分析對象的精確的定量數(shù)據(jù)。1.2 測試是質(zhì)量控制的最重要手段

從1.1節(jié)概念可以看出，驗證即提供證明滿足需求的證據(jù)，與質(zhì)量控制致力于滿足質(zhì)量要求的本質(zhì)一致，即驗證是質(zhì)量控制的一部分，包含在驗證之中的測試也是質(zhì)量控制的一部分，與質(zhì)量管理相關(guān)的幾個概念關(guān)聯(lián)關(guān)系如圖1所示。

圖1中，質(zhì)量保證是主動式的事前行為，主要通過質(zhì)量體系建設(shè)與實施、人員技能培訓、研發(fā)過程審計等活動來避免產(chǎn)品的設(shè)計缺陷，相關(guān)內(nèi)容可以參考段紅衛(wèi)等《關(guān)于質(zhì)量保證、質(zhì)保體系和質(zhì)量管理體系的一些思考和認識》[5]一文。質(zhì)量控制是反應(yīng)式的事后行為，主要通過測試、檢驗等措施來發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品的故障，暴露問題，為盡早解決質(zhì)量問題做出判斷。從以上分析可以得出：測試是質(zhì)量控制的重要手段。

此外，質(zhì)量保證與質(zhì)量控制相比，理想情況下，質(zhì)量保證能在更早的產(chǎn)品開發(fā)周期介入并暴露設(shè)計問題，能提升質(zhì)量、降低成本。但實際過程中，由于質(zhì)量保證體系的建立需要體系設(shè)計人員一方面對質(zhì)量知識有深度和廣度的認知；另一方面對開發(fā)單位的具體情況、具體產(chǎn)品有深度和廣度的理解，這兩方面的不足容易導致質(zhì)量保證體系有如下問題：質(zhì)量保證體系不盡完善，或者完善的體系在面向不同研發(fā)目標對象時，可操作性不好，落地有效性不理想，難免出現(xiàn)不同程度的“兩張皮”現(xiàn)象。

而質(zhì)量控制如分析、測試、檢驗本身就是一種活動，活動本身具有可操作性、利于操作落地，分析、測試、檢驗可能存在不完善之處，但是每次操作、每次活動，一定能實際地“證明”或“證否”某個需求得到滿足。從可操作性角度看，質(zhì)量控制要重要于質(zhì)量保證。

對于包含在質(zhì)量控制內(nèi)的分析、檢驗、測試而言，分析停留在理論層面居多，檢驗使用基于目視檢查、尺寸檢查等簡單物理操作來完成，檢驗一般不直接涉及復雜的測試設(shè)備和測試儀器，一般適用于外觀、顏色、尺寸、重量等相對表層的需求對象，而測試需要使用專用的測試設(shè)備或者儀器來獲取對象的精確的測量數(shù)據(jù)，比如通信功能、計算功能等相對復雜的需求對象，從而可以看出，質(zhì)量控制的方法中，測試相比于分析與檢驗，能更深層次地、更具體地發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計中的問題，也就更具重要性。

從以上分析看出，當前形勢下，質(zhì)量控制更重要于質(zhì)量保證，質(zhì)量控制中測試更重要于分析與檢驗，即測試是質(zhì)量控制的最重要手段。

2 航空電子系統(tǒng)測試面對的問題

總體而言，包含航空電子系統(tǒng)測試在內(nèi)的裝備測試領(lǐng)域，所投入的資源包括人力資源及經(jīng)費資源，相比設(shè)計而言這方面的占比偏低。

在2018年11月舉行的航空測控年會上，中國電子科技集團公司首席科學家年夫順提供的統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，所有軍工集團有限公司的測試專業(yè)人員總計不超過5000人，反觀國外，美國僅恩艾公司（NI）的測試專業(yè)人員就逾7000人；除了人力資源數(shù)量少之外，測試從業(yè)人員對測試的整體認知水平不高、對測試的整體經(jīng)費投入不足，導致測試儀器設(shè)備進口所占比例超過60%，大型儀器企業(yè)少，創(chuàng)新能力弱，跟跑為主、領(lǐng)跑極少，國產(chǎn)儀器的整體信譽度低，無國際知名品牌[6]。在整個國內(nèi)測試測量技術(shù)背景下，航空電子測試的發(fā)展同樣形勢嚴峻。

航空電子測試技術(shù)需面對的4個全面因素包括全產(chǎn)品層次、全過程要素、全生命周期、全物理空間，維度示意圖如圖2所示。

從航空電子產(chǎn)品全產(chǎn)品層次來看，測試涉及到系統(tǒng)（分系統(tǒng)）層級、整機層級、模塊層次的產(chǎn)品，不同層級的產(chǎn)品如何合理地規(guī)劃測試性、如何合理地設(shè)計測試用例，保證測試的完備性，同時又不因過度測試而浪費資源？

從航空電子產(chǎn)品全壽命周期來看，測試涉及到科研階段測試、生產(chǎn)階段測試、運行維護階段測試?？蒲须A段測試主要進行面向需求的驗證工作，一個技術(shù)狀態(tài)至少開展一次完整的測試，以發(fā)現(xiàn)設(shè)計缺陷為目的，追求系統(tǒng)全面，不強調(diào)自動化。生產(chǎn)階段測試對每件產(chǎn)品都進行測試，主要以剔除加工錯誤、物料缺陷為目的，保證高效地交付高質(zhì)量的產(chǎn)品，追求自動高效。運行維護階段的測試對故障產(chǎn)品才進行測試，主要為了準確地定位故障原因，追求靈活精準，一定程度上去自動化。在面向不同的階段時，測試技術(shù)如何既求同以提高效率，又存異以解決不同場景的問題？

航空電子產(chǎn)品測試全過程要素涉及到人機料法環(huán)等要素，人員能力的保持與提升，專用設(shè)備和通用設(shè)備的配備與管理，工裝、線纜、軟件、被測產(chǎn)品等的現(xiàn)場管理，測試程序文件的現(xiàn)場管控，現(xiàn)場溫度、濕度、燈光等環(huán)境的管控等，如何更有效地開展全過程要素管理？

航空電子產(chǎn)品測試全物理空間涉及到集成聯(lián)試實驗室、驗收交付實驗室、環(huán)境試驗室、維修測試實驗室等物理空間，飛機經(jīng)歷亞音速、超音速、超高音速、隱身超高音速等發(fā)展階段，航空電子產(chǎn)品歷經(jīng)分立式、聯(lián)合式、綜合化模塊化、先進綜合化等發(fā)展階段，而測試主體還停留在聯(lián)合式階段，不同的實驗室、試驗室互聯(lián)不夠，信息未能及時高效共享。在大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)快速發(fā)展的趨勢下，航空電子測試如何與這些前沿技術(shù)融合？

3 航空電子測試技術(shù)發(fā)展的趨勢

為了解決前述航空電子產(chǎn)品測試面對的問題，應(yīng)該從以下5個方面開展工作，包括：測試技術(shù)通用化、測試過程自動化、測試管理信息化、測試資源網(wǎng)絡(luò)化、測試診斷智能化。

測試技術(shù)通用化主要指測試系統(tǒng)架構(gòu)、測試硬件架構(gòu)、測試軟件架構(gòu)通用，明確統(tǒng)一的架構(gòu)規(guī)范、定義或選擇統(tǒng)一的硬件標準和接口規(guī)范、定義統(tǒng)一的軟件接口規(guī)范，盡可能滿足不同層次航空電子產(chǎn)品的測試需求，提高測試完備性、提高測試用例的開發(fā)和使用效率、降低測試開發(fā)的成本，以應(yīng)對資源少、產(chǎn)品層級多、質(zhì)量要求高的需要。

測試過程自動化包括測試序列自動生成、測試活動自動執(zhí)行、測試報告自動生成等內(nèi)容，主要為不同階段測試的效率提升做好儲備，在資源不足的背景下，提高開發(fā)和測試操作效率，減少人員介入引起的誤操作。

測試管理信息化主要針對全壽命周期階段中全過程要素進行信息化的管理，包括設(shè)備、工裝、線纜、產(chǎn)品的信息化管理，同時包括過程活動的信息化管理、過程數(shù)據(jù)的信息化管理，以及信息的可視化等。全要素的管理信息化是提升效率的重要一環(huán)，也是邁向測試診斷智能化的必經(jīng)環(huán)節(jié)，沒有信息化的管理、積累不了真實有效的歷史測試數(shù)據(jù)，基于大數(shù)據(jù)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)的航空電子測試將是無本之末，無源之水。

測試資源網(wǎng)絡(luò)化主要針對分立式、聯(lián)合式的測試資源現(xiàn)狀，通過工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)途徑，將傳感器、試驗設(shè)施、測試設(shè)備、計算服務(wù)中心、存儲服務(wù)中心等進行網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，通過定義統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)、統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)通信規(guī)范、統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，大量積累不同測試資源的真實數(shù)據(jù)，并促進數(shù)據(jù)的共享與利用，同樣為測試診斷智能化打下基礎(chǔ)。

測試診斷智能化為測試的終極目標，通過內(nèi)部自測試和外部激勵測試的組合，利用大數(shù)據(jù)分析、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、專家系統(tǒng)分析等技術(shù)，基于歷史測試大數(shù)據(jù)和實時測試數(shù)據(jù)的綜合診斷分析，快速定位產(chǎn)品的故障，實現(xiàn)智能地確定產(chǎn)品狀態(tài)并隔離其內(nèi)部故障的目標。

測試技術(shù)通用化、測試過程自動化、測試管理信息化、測試資源網(wǎng)絡(luò)化與測試診斷智能化的邏輯關(guān)系如圖3所示，圖3也展示了航空電子系統(tǒng)測試技術(shù)這5個趨勢在不同發(fā)展階段的重心。

4 結(jié)束語

從質(zhì)量管理、質(zhì)量保證、質(zhì)量控制、測試、檢驗等若干與質(zhì)量強相關(guān)的概念分析出發(fā)，得出在裝備實戰(zhàn)化作訓背景下，測試是質(zhì)量控制的最重要手段這一論斷，并針對當前航空電子系統(tǒng)測試技術(shù)面對的全產(chǎn)品層次、全生命周期、全物理空間和全過程要素等維度的主要問題，提出了測試技術(shù)通用化、測試過程自動化、測試管理信息化、測試資源網(wǎng)絡(luò)化、測試診斷智能化的5個發(fā)展趨勢，并簡述了5個發(fā)展趨勢的主要工作內(nèi)容和價值。