曾亮亮，朱江雷，呂欣

(中國航空工業(yè)集團(tuán)有限公司 成都飛機(jī)設(shè)計(jì)研究所， 成都 610073)

0 引 言

測試性是產(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]，測試性是飛機(jī)重要的通用質(zhì)量特性之一。軍用飛機(jī)機(jī)載系統(tǒng)的測試性設(shè)計(jì)水平能夠直接影響到其再次出動(dòng)的效率和使用、維護(hù)成本。測試性設(shè)計(jì)的優(yōu)劣最終體現(xiàn)為飛機(jī)機(jī)載系統(tǒng)的故障診斷能力和測試性評估結(jié)果。對于故障診斷能力，一方面，在飛行過程中，體現(xiàn)為能夠檢測系統(tǒng)關(guān)鍵功能的完好性，為飛行員提供判斷飛機(jī)狀態(tài)和任務(wù)執(zhí)行所需的信息；另一方面，在地面，體現(xiàn)為能夠檢測系統(tǒng)關(guān)鍵功能的完好性，為飛機(jī)放飛提供依據(jù)，并能夠?qū)⒐收细綦x到外場可更換單元(LRU)級，方便地勤人員排故。系統(tǒng)和設(shè)備的故障診斷能力決定了測試性評估結(jié)果的優(yōu)劣。

飛機(jī)的故障診斷能力通過系統(tǒng)級機(jī)內(nèi)自測試(BIT)實(shí)現(xiàn)，根據(jù)系統(tǒng)級BIT結(jié)果，機(jī)載系統(tǒng)定義了告警等級和飛行員故障清單(PFL)，將系統(tǒng)用于評估的關(guān)鍵功能故障和異常提示給飛行員。同時(shí)，在地面，地勤人員能夠通過地面設(shè)備查看、分析系統(tǒng)故障和飛參數(shù)據(jù)，達(dá)到排故的目的。然而，由于在機(jī)載系統(tǒng)實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，測試性設(shè)計(jì)與功能、性能設(shè)計(jì)相對孤立，設(shè)計(jì)過程中缺乏驗(yàn)證環(huán)節(jié)，也沒有從用戶的角度充分考慮故障診斷的實(shí)際使用需求，導(dǎo)致診斷能力較低、使用效率低，甚至服役前期虛警率較高，飛機(jī)的測試性能力提升較緩慢。

當(dāng)前對測試性設(shè)計(jì)的研究，更多的體現(xiàn)在專門的測試性設(shè)計(jì)技術(shù)[2]、故障診斷方法/系統(tǒng)[3-4]、試驗(yàn)與評價(jià)方法[5]等方面，而從總體層面對測試性設(shè)計(jì)體系的研究則相對較少。

本文旨在分析導(dǎo)致軍用飛機(jī)診斷能力不足的根本原因，并結(jié)合實(shí)際使用需求，在現(xiàn)有測試性設(shè)計(jì)流程的基礎(chǔ)上提出一套涵蓋從設(shè)計(jì)到驗(yàn)證的測試性設(shè)計(jì)體系。找出機(jī)載系統(tǒng)測試性設(shè)計(jì)體系中的關(guān)鍵設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，對關(guān)鍵設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)在體系中的重要性、技術(shù)要點(diǎn)、實(shí)現(xiàn)方式和實(shí)現(xiàn)程度進(jìn)行剖析。從工作方法、專業(yè)定位和制度保障等方面提出改進(jìn)建議，以保證將測試性設(shè)計(jì)有機(jī)地融入到機(jī)載系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，實(shí)現(xiàn)機(jī)載系統(tǒng)測試性水平的提升。

1 問題分析

機(jī)載系統(tǒng)測試性設(shè)計(jì)通常以測試性工作計(jì)劃、測試性設(shè)計(jì)要求和測試性設(shè)計(jì)準(zhǔn)則作為測試性設(shè)計(jì)的頂層設(shè)計(jì)文件，用于指導(dǎo)機(jī)載系統(tǒng)開展測試性設(shè)計(jì)。在系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)階段，進(jìn)行測試性指標(biāo)分配、測試性建模優(yōu)化等；在研制階段，根據(jù)診斷需求和診斷數(shù)據(jù)流需求，進(jìn)行機(jī)上數(shù)據(jù)流與接口設(shè)計(jì)，BIT硬件、軟件設(shè)計(jì)，并對測試性指標(biāo)進(jìn)行預(yù)計(jì)；在設(shè)計(jì)鑒定/定型階段，根據(jù)外場使用數(shù)據(jù)并結(jié)合部分試驗(yàn)數(shù)據(jù)，對機(jī)載系統(tǒng)進(jìn)行指標(biāo)評估。在上述測試性設(shè)計(jì)流程中，若某些關(guān)鍵環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)工作未能很好地貫徹執(zhí)行，甚至缺乏關(guān)鍵設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，則會(huì)致使飛機(jī)在使用過程中表現(xiàn)出診斷能力差的問題，而導(dǎo)致這一問題的宏觀原因可以概況為以下四個(gè)維度。

維度1機(jī)載系統(tǒng)層和成品層測試性工作銜接與協(xié)調(diào)問題。成品的測試性能力是影響機(jī)載系統(tǒng)測試性能力的關(guān)鍵因素之一，機(jī)載系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)用戶要求對成品提出詳細(xì)的定量和定性測試性要求，明確產(chǎn)品需BIT檢測的功能，尤其對沒有BIT能力的成品，應(yīng)提出能反映成品狀態(tài)的輸出信號需求，在系統(tǒng)層對成品狀態(tài)進(jìn)行判斷；機(jī)載系統(tǒng)和成品故障模式、影響及危害性分析(Failure Mode Effects and Criticality Analysis，簡稱FMECA)質(zhì)量較差，且機(jī)載系統(tǒng)在進(jìn)行FMECA分析時(shí)沒有充分利用成品的FMECA結(jié)果，對故障模式認(rèn)知的不成熟導(dǎo)致測試性設(shè)計(jì)時(shí)無的放矢，在系統(tǒng)層問題尤為突出；系統(tǒng)和成品的協(xié)調(diào)不到位，導(dǎo)致系統(tǒng)和成品的分工出現(xiàn)偏差，一些本應(yīng)在系統(tǒng)層實(shí)現(xiàn)的檢測未能實(shí)現(xiàn)；系統(tǒng)頂層測試性設(shè)計(jì)的缺失，直接利用成品上傳的BIT信息作為系統(tǒng)級BIT結(jié)果。

維度2測試性專業(yè)與系統(tǒng)專業(yè)分工與配合關(guān)系問題。測試性專業(yè)負(fù)責(zé)測試性頂層規(guī)劃、指南性文件的編制，具體的測試性設(shè)計(jì)與分析工作由系統(tǒng)專業(yè)負(fù)責(zé)，機(jī)載系統(tǒng)最終的測試性能力取決于系統(tǒng)專業(yè)人員的測試性設(shè)計(jì)水平，而測試性人員不管具體的測試性要求實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)專業(yè)人員不一定將測試性要求貫徹到系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，這就造成測試性設(shè)計(jì)的脫節(jié)；機(jī)載系統(tǒng)的測試性能力以成品測試性設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，成品主管對成品測試性設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行監(jiān)督和指導(dǎo)，而實(shí)際上這部分工作變成測試性專業(yè)人員向成品廠提建議的形式來實(shí)現(xiàn)；對于機(jī)載系統(tǒng)的測試性評估，責(zé)任主體應(yīng)該是系統(tǒng)專業(yè)，而實(shí)際上測試性評估后果由測試性專業(yè)承擔(dān)。因此，在專業(yè)分工和責(zé)任劃分上不合理。

維度3設(shè)計(jì)單位與最終用戶的需求協(xié)調(diào)問題。在定義BIT的故障和設(shè)計(jì)測試系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)分別考慮飛行員和地勤人員所需的信息，制定統(tǒng)一的原則，而實(shí)際上通常將相關(guān)聯(lián)的故障不加分析地同時(shí)顯示給用戶，增加額外的排故工作；測試性的設(shè)計(jì)要求與評估，應(yīng)考慮空中和地面的使用需求，從如何在外場發(fā)現(xiàn)故障的角度去規(guī)劃綜合診斷策略，利用BIT、便攜式維護(hù)設(shè)備(PMA)、地面原位檢測設(shè)備、目視檢查等手段實(shí)現(xiàn)綜合故障檢測，而不是一味地只關(guān)注BIT故障檢測率。

維度4對測試性工作項(xiàng)目本身的認(rèn)知誤差。測試性設(shè)計(jì)工作不僅僅是編大綱、準(zhǔn)則、分配、分析報(bào)告、指標(biāo)預(yù)計(jì)，這些只是工作結(jié)果，且結(jié)果形式尚不完善，而完整的測試性工作項(xiàng)目除了上述結(jié)果性報(bào)告形式的工作外，更應(yīng)該體現(xiàn)設(shè)計(jì)工作，包括綜合診斷方案、測試點(diǎn)布局方案、測試能力配置、故障定義、狀態(tài)監(jiān)控方案、參數(shù)定義、告警與故障顯示方案、參數(shù)判讀方案。

上述因素表現(xiàn)在機(jī)載系統(tǒng)測試性設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)的現(xiàn)象如圖1所示，具體如下：

(1) 分析某層級故障模式時(shí)直接分析到下一級故障模式，無本層級故障模式分析；

(2) LRU級向系統(tǒng)級傳遞過程中，故障模式定義和數(shù)量差異大；

(3) 系統(tǒng)級FMECA迭代緩慢；

(4) 成品LRU級FMECA故障影響表述不當(dāng)，系統(tǒng)FMECA分析時(shí)應(yīng)對其補(bǔ)充，且根據(jù)影響程度重新確定嚴(yán)酷度，而實(shí)際上這部分工作存在脫節(jié)；

(5) 無統(tǒng)一的功能定義，故障影響描述模糊；

(6) 未將系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)中測試性布置、測試能力配置、狀態(tài)監(jiān)控設(shè)計(jì)、故障定義等關(guān)鍵工作項(xiàng)納入系統(tǒng)測試性設(shè)計(jì)范疇，測試性設(shè)計(jì)基本被縮減為測試性預(yù)計(jì)；

(7) 未系統(tǒng)地對系統(tǒng)功能和硬件的檢測覆蓋性進(jìn)行分析和評估，并且故障隔離能力較弱。

圖1 機(jī)載系統(tǒng)測試性設(shè)計(jì)主線與問題

2 測試性設(shè)計(jì)關(guān)鍵環(huán)節(jié)剖析

若要解決上述機(jī)載系統(tǒng)測試性設(shè)計(jì)流程中存在的問題，應(yīng)重點(diǎn)研究系統(tǒng)測試性設(shè)計(jì)體系，對設(shè)計(jì)體系中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行剖析，識(shí)別問題根源，并針對性地進(jìn)行改進(jìn)。本文提出的完整機(jī)載系統(tǒng)測試性設(shè)計(jì)體系如圖2所示，其中，在機(jī)載系統(tǒng)測試性設(shè)計(jì)過程中容易被輕視、甚至被忽略的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，包括系統(tǒng)級FMECA、故障定義、診斷能力設(shè)計(jì)、診斷結(jié)果顯示與使用、測試性試驗(yàn)和使用與評估。

圖2 機(jī)載系統(tǒng)測試性設(shè)計(jì)體系

2.1 系統(tǒng)級FMECA

機(jī)載系統(tǒng)和成品的FMECA是測試性設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。FMECA的分析結(jié)果是對機(jī)載系統(tǒng)和成品的所有可能出現(xiàn)的功能和硬件故障及其對輸出功能影響的認(rèn)知。在此基礎(chǔ)上，針對故障模式的特征設(shè)置測試硬件/傳感器結(jié)合相應(yīng)的軟件，檢測機(jī)載系統(tǒng)和成品的故障。

2.1.1 利用下層FMECA結(jié)果的方法

在進(jìn)行系統(tǒng)級FMECA分析時(shí)，首先應(yīng)該對成品廠提供的子系統(tǒng)/LRU級FMECA結(jié)果進(jìn)行處理和完善，包括完善故障模式的影響，在系統(tǒng)級重新評定嚴(yán)酷度，綜合考慮并更新外場檢測方式，以及對定義不合理的故障模式進(jìn)行修正，對故障模式進(jìn)行裁剪與合并等。將處理的結(jié)果作為系統(tǒng)級FMECA的內(nèi)容之一。在進(jìn)行系統(tǒng)級FMECA分析時(shí)應(yīng)對LRU級FMECA存在的問題進(jìn)行修正，并以LRU對外輸出功能為對象綜合定義LRU的故障模式，本文總結(jié)LRU級FMECA常見的問題如下：

(1) 從底層硬件故障向上傳遞，缺乏LRU層對同一故障模式不同傳遞路徑描述不同的故障模式進(jìn)行綜合或合并。

(2) LRU內(nèi)部故障影響到LRU功能，應(yīng)對最終影響到的功能輸出進(jìn)行故障模式定義，中間的傳遞過程無需定義為LRU級的故障模式，而應(yīng)定義為故障原因。

(3) 故障模式定義模糊，不能以此判斷對上一層的影響，應(yīng)根據(jù)控制邏輯、定量性能要求區(qū)分故障影響程度，根據(jù)系統(tǒng)/產(chǎn)品能否識(shí)別或識(shí)別區(qū)間來分別進(jìn)行故障模式描述。

(4) 檢測方式不統(tǒng)一，對于人工檢測應(yīng)區(qū)分為外場人工/外場測試設(shè)備及內(nèi)場測試設(shè)備，以此確定是否需定檢任務(wù)。

(5) 使用補(bǔ)償措施應(yīng)重點(diǎn)對不可測的部分進(jìn)行說明。

2.1.2 系統(tǒng)級FMECA應(yīng)該具備的特征

目前，系統(tǒng)的FMECA只以LRU作為分析對象，甚至直接以系統(tǒng)組成的LRU作為分析對象，進(jìn)行故障模式、影響分析，嚴(yán)重缺少站在系統(tǒng)的視角對系統(tǒng)功能層、LRU功能層的深入分析。本文提出系統(tǒng)級FMECA應(yīng)對兩個(gè)層次進(jìn)行分析，分別是系統(tǒng)層和子系統(tǒng)/LRU層，如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)級FMECA組成及關(guān)系

子系統(tǒng)/LRU級故障模式對上一層的功能影響，即為系統(tǒng)層的故障模式。在定義系統(tǒng)層的故障模式時(shí)應(yīng)從系統(tǒng)輸出功能的角度，綜合考慮空中、地面工作模式和系統(tǒng)降級重構(gòu)狀態(tài)。故障模式的最終影響為對飛機(jī)安全和任務(wù)的影響。在定義LRU層的故障模式時(shí)，以成品廠傳遞的LRU級FMECA為基礎(chǔ)，并從LRU輸出的功能故障、性能下降的角度進(jìn)行定義。故障模式的檢測方式的與綜合診斷策略密切相關(guān)，檢測方式的設(shè)計(jì)要從避免預(yù)防性維修作業(yè)的角度去考慮，所有在外場能夠通過原位檢測而不拆卸設(shè)備發(fā)現(xiàn)故障的方法，都應(yīng)納入進(jìn)來。對于不可原位檢測的，根據(jù)嚴(yán)酷度等級和故障率等確定定檢和壽命控制需求。

2.2 診斷能力設(shè)計(jì)

機(jī)載系統(tǒng)測試性設(shè)計(jì)的目的是檢測系統(tǒng)功能狀態(tài)，并將故障隔離到LRU級。

隨著傳感器技術(shù)、微處理技術(shù)的發(fā)展，系統(tǒng)采集并處理大量的飛行參數(shù)，機(jī)上故障檢測能力也大幅提高，但由于技術(shù)能力、機(jī)上的空間、重量、帶寬等資源限制，不可能做到所有功能和故障都檢測。

因此，需要明確機(jī)載系統(tǒng)和設(shè)備的診斷能力要求，同時(shí)優(yōu)化有限的檢測資源，從提高系統(tǒng)功能覆蓋和隔離能力的角度，進(jìn)行診斷能力設(shè)計(jì)。診斷能力設(shè)計(jì)包含綜合診斷方案、測試點(diǎn)布局方案、測試能力分配、系統(tǒng)和設(shè)備診斷能力要求、系統(tǒng)級/設(shè)備級BIT規(guī)劃等工作項(xiàng)目[6-7]。診斷能力設(shè)計(jì)內(nèi)容如圖4所示。

圖4 診斷能力設(shè)計(jì)

本文提出在制定綜合診斷方案時(shí)，所有的原位檢測方式都應(yīng)該綜合考慮，包括BIT、外場測試設(shè)備、外場人工檢測、人工飛參判讀等。原則上，設(shè)備檢測硬件設(shè)計(jì)、測試點(diǎn)布局方案確定之后，系統(tǒng)的檢測能力就已在客觀上確定。系統(tǒng)測試點(diǎn)布局方案和設(shè)備自身診斷能力對系統(tǒng)的檢測能力至關(guān)重要。

根據(jù)戰(zhàn)斗機(jī)外場維護(hù)經(jīng)驗(yàn)，機(jī)載系統(tǒng)應(yīng)具備通過BIT檢測所有關(guān)鍵功能故障并且通過原位檢測的方式檢測系統(tǒng)功能完整性的能力；系統(tǒng)的設(shè)備應(yīng)具備輸出能夠反映自身工作狀態(tài)的信號或自測試能力，對于無信號輸出的設(shè)備，應(yīng)確保其故障發(fā)生能夠通過系統(tǒng)層進(jìn)行檢測。

目前，機(jī)載系統(tǒng)的故障診斷主要通過系統(tǒng)級BIT實(shí)現(xiàn)，完成狀態(tài)監(jiān)測、故障檢測、故障隔離以及系統(tǒng)測試管理功能。系統(tǒng)級BIT對已認(rèn)知故障進(jìn)行檢測，實(shí)現(xiàn)故障隔離有以下三種方式。

(1) 對功能通道輸出末端設(shè)置檢測傳感器后，在功能通路上設(shè)置多個(gè)傳感器，即能夠檢測通道上更小硬件范圍內(nèi)的故障；

(2) 設(shè)備自身具備BIT能力，向系統(tǒng)報(bào)告設(shè)備自身的故障狀態(tài)；

(3) 檢測單個(gè)設(shè)備的信號輸出，系統(tǒng)BIT判讀該設(shè)備的工作狀態(tài)。

上述系統(tǒng)級BIT進(jìn)行故障檢測和隔離采用傳統(tǒng)的基于規(guī)則判斷的方式，其故障隔離是有針對性地對已認(rèn)知并可隔離的故障進(jìn)行BIT軟件編程實(shí)現(xiàn)，沒有從系統(tǒng)層面利用全系統(tǒng)診斷要素進(jìn)行故障診斷，導(dǎo)致故障隔離能力明顯不足。

在進(jìn)行診斷能力設(shè)計(jì)的過程中，引入測試性建模的方法，能夠方便、有效地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)測試點(diǎn)布局方案及其設(shè)備診斷能力的優(yōu)化，能夠快速地分析出當(dāng)前方案下系統(tǒng)的故障檢測與隔離能力[8-9]。

在診斷能力實(shí)現(xiàn)時(shí)，在系統(tǒng)層、設(shè)備層引入先進(jìn)的綜合診斷方法，在機(jī)載或地面進(jìn)行實(shí)施，能夠有效提高機(jī)上數(shù)據(jù)利用效率，提升故障診斷能力。

2.3 故障定義

在設(shè)計(jì)系統(tǒng)/設(shè)備BIT時(shí)須對系統(tǒng)故障進(jìn)行定義。故障定義的范疇為通過外場原位檢測的故障，對于不能通過外場原位檢測發(fā)現(xiàn)的故障不做定義，納入預(yù)防性維修和大修需求管理。機(jī)載系統(tǒng)的故障定義表現(xiàn)形式為系統(tǒng)工作單元故障代碼或健康代碼，并以此為依據(jù)在對BIT報(bào)出的故障進(jìn)行定義。本文總結(jié)實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)，飛機(jī)故障分為系統(tǒng)/設(shè)備功能故障、設(shè)備硬件故障和設(shè)備內(nèi)部故障。功能故障定義以機(jī)載系統(tǒng)FMECA為基礎(chǔ)，描述系統(tǒng)功能喪失、異常、降級狀態(tài)。在系統(tǒng)層，對能夠隔離到設(shè)備級的故障，在設(shè)備上報(bào)的BIT結(jié)果基礎(chǔ)上進(jìn)行綜合，明確定義出故障的設(shè)備名稱，對于能精確的到設(shè)備功能和下層硬件故障的，在設(shè)備名稱基礎(chǔ)上增加設(shè)備功能失效和下層硬件故障描述，下層硬件故障一般定義到SRU級。飛機(jī)故障定義及使用如圖5所示。

圖5 飛機(jī)故障定義及使用

其中，系統(tǒng)功能故障主要有以下五種類型：

(1) 單個(gè)控制功能通道失效，例如熱路超溫、座艙壓力低；

(2) 多個(gè)控制功能通道失效組合，例如環(huán)控氣冷關(guān)閉、28 V直流失效；

(3) 偏離預(yù)期狀態(tài)的異常，例如座艙蓋未到位、座艙蓋前移超限；

(4) 系統(tǒng)功能、性能降級；

(5) 通訊失效，例如飛管電源控制盒1394通訊故障。

由于未指代故障源的系統(tǒng)功能故障將給排故帶來較大困難，在實(shí)際工程實(shí)施中可以通過基于模型或基于案例等方法進(jìn)行綜合診斷，提高排故效率。

2.4 測試性設(shè)計(jì)結(jié)果與使用分析

機(jī)載系統(tǒng)測試性設(shè)計(jì)結(jié)果最主要表現(xiàn)為BIT所報(bào)出的故障、記錄的飛行參數(shù)及其存儲(chǔ)、顯示方式。在飛機(jī)飛行中，通過BIT生成的告警、PFL清單等信息，提供給飛行員飛機(jī)各系統(tǒng)狀態(tài)，支持飛行員進(jìn)行任務(wù)評估。因此，向飛行員提供的告警、故障清單，必須能夠反應(yīng)影響飛行安全、重要任務(wù)設(shè)備的關(guān)鍵功能失效，同時(shí)應(yīng)該提供反映系統(tǒng)功能降級的故障。

在飛機(jī)降落后，地勤人員需詳細(xì)了解飛機(jī)狀態(tài)，以確定飛機(jī)是否能再次出動(dòng)，是否需要即時(shí)排故并快速確定故障件。對于飛機(jī)的快速再次出動(dòng)判讀，關(guān)鍵在于系統(tǒng)BIT報(bào)故能否檢測覆蓋機(jī)載系統(tǒng)關(guān)鍵功能失效和降級，對于不能通過BIT報(bào)故結(jié)果覆蓋的關(guān)鍵功能應(yīng)該有飛參判讀或人工檢查等補(bǔ)充措施，以保證機(jī)載系統(tǒng)關(guān)鍵功能的完整性。

目前，不論是飛參地面軟件顯示還是無人機(jī)地面站故障顯示，對故障本身并未加以區(qū)分和分析，給排故造成麻煩。故障的顯示應(yīng)綜合考慮故障間的隸屬關(guān)系、關(guān)聯(lián)關(guān)系和故障-硬件對應(yīng)關(guān)系，根據(jù)使用對象的不同設(shè)計(jì)顯示界面和內(nèi)容。

2.4.1 故障隸屬關(guān)系

同一系統(tǒng)內(nèi)下級故障發(fā)生必然使上一級故障報(bào)故，這些故障指向同一個(gè)故障源，稱這些故障具有隸屬關(guān)系。導(dǎo)致故障間隸屬關(guān)系的原因有：

(1) 系統(tǒng)BIT將設(shè)備上報(bào)的多個(gè)故障結(jié)果進(jìn)行合并命名，多個(gè)故障中的任一個(gè)故障報(bào)故，將導(dǎo)致系統(tǒng)層故障同時(shí)報(bào)故；

(2) 告警和上報(bào)飛行員故障清單的需要，將系統(tǒng)BIT報(bào)告的多個(gè)故障合并命名；

(3) 告警和上報(bào)飛行員故障清單的需要，將系統(tǒng)BIT的報(bào)告的故障轉(zhuǎn)換名稱。

在進(jìn)行系統(tǒng)的故障定義時(shí)，應(yīng)該同步對故障間的隸屬關(guān)系進(jìn)行清理，對于飛行員和地勤人員放飛只需要能反映關(guān)鍵功能的上級故障，對于地勤人員的排故需要下級的與硬件相關(guān)聯(lián)的故障。故障隸屬關(guān)系示意圖如圖6所示。

圖6 故障隸屬關(guān)系示意圖

2.4.2 從屬故障

由另一產(chǎn)品故障引起的故障，稱為從屬故障，亦稱誘發(fā)故障[10]。一個(gè)系統(tǒng)報(bào)故，引起功能通路上的系統(tǒng)內(nèi)或其他系統(tǒng)報(bào)故，所導(dǎo)致的并發(fā)報(bào)故屬于虛警。導(dǎo)致從屬故障的情況如下：

(1) 綜合處理計(jì)算機(jī)某個(gè)處理通道，承載多個(gè)系統(tǒng)的飛行參數(shù)處理與BIT結(jié)果判斷，該計(jì)算機(jī)處理通道故障時(shí)，會(huì)導(dǎo)致所承載的所有系統(tǒng)相關(guān)BIT報(bào)故；

(2) 供電通道失效，導(dǎo)致相關(guān)的供電負(fù)載報(bào)故；

(3) 集中輸入輸出設(shè)備數(shù)據(jù)采集功能故障，使該設(shè)備采集的相關(guān)數(shù)據(jù)無輸入，導(dǎo)致其他設(shè)備報(bào)故；

(4) 集中輸入輸出設(shè)備控制、功率輸出功能故障，使該設(shè)備無法輸出控制、功率信號，導(dǎo)致其他設(shè)備報(bào)故。

飛機(jī)的從屬故障屬于虛警，需要通過跨系統(tǒng)的判斷邏輯進(jìn)行消除。清理系統(tǒng)間的從屬故障，通過機(jī)載或地面的跨系統(tǒng)判讀邏輯，理清從屬故障的報(bào)故邏輯關(guān)系，找出原發(fā)故障，對于減少地勤人員排故工作非常有必要。

2.4.3 顯示界面和內(nèi)容

機(jī)上有一套相對成熟的告警等級劃分、故障顯示、提示的要求和措施，本文只探討地勤人員所需的故障判讀顯示界面。地勤人員既要查看表征系統(tǒng)功能完好性的故障，又要查看排故所需的具體硬件故障，同時(shí)需要輔助必要的飛行參數(shù)。因此，本文提出地面判讀軟件顯示要素應(yīng)包含以下七方面：

(1) 故障代碼與名稱。

(2) 故障間的關(guān)系，表明故障隸屬關(guān)系，自動(dòng)屏蔽從屬故障。

(3) 故障類型，分為系統(tǒng)功能故障、設(shè)備硬件故障、設(shè)備內(nèi)部故障。

(4) 故障發(fā)生次數(shù)，每次出現(xiàn)、消失和持續(xù)時(shí)間。

(5) 故障發(fā)生時(shí)飛機(jī)的基本狀態(tài)，含輪載狀態(tài)、發(fā)動(dòng)機(jī)N2轉(zhuǎn)速、高度、速度等。

(6) 故障所對應(yīng)的故障件。對于無下層故障的系統(tǒng)功能故障，提示出該功能通道所涉及的硬件，按故障率、拆裝難易程度、發(fā)生頻次等排序；對于有下層硬件故障的系統(tǒng)功能故障，只提示設(shè)備硬件故障所對應(yīng)的故障件；對于設(shè)備內(nèi)部故障，提示出該故障對應(yīng)的LRU級故障件，同時(shí)若有條件可提示SRU級故障件。

(7) 故障判斷依據(jù)參數(shù)及邏輯，并提供確認(rèn)虛警所關(guān)聯(lián)的飛行參數(shù)的快速打開鏈接。

2.5 測試性試驗(yàn)

以往的飛機(jī)設(shè)計(jì)歷程中，沒有規(guī)劃測試性試驗(yàn)，常規(guī)的臺(tái)架試驗(yàn)、環(huán)境試驗(yàn)、可靠性試驗(yàn)和軟件測評，更側(cè)重于系統(tǒng)/設(shè)備正常的功能、邏輯和性能測試。甚至在進(jìn)行系統(tǒng)/設(shè)備故障邏輯相關(guān)的軟件開發(fā)測試時(shí)，只是對單個(gè)的軟件邏輯分支進(jìn)行測試，嚴(yán)重缺乏從整體角度，通過故障注入的方式系統(tǒng)性地對故障邏輯和BIT功能進(jìn)行驗(yàn)證。使得系統(tǒng)和成品的故障檢測能力與故障隔離能力的驗(yàn)證的環(huán)節(jié)，后移至試飛階段，甚至是正式服役階段，外場故障的發(fā)生存在隨機(jī)性，而且飛行時(shí)間有限，測試性問題暴露很緩慢，導(dǎo)致測試性能力的驗(yàn)證周期極長，很大程度上限制了測試性改進(jìn)和能力的提高。同時(shí)，由于飛行時(shí)間較短，樣本量少，也導(dǎo)致飛機(jī)在鑒定或定型評估時(shí)，測試性指標(biāo)往往不能達(dá)標(biāo)，而且也缺乏足夠的說服力來評價(jià)指標(biāo)達(dá)標(biāo)情況。測試性試驗(yàn)與其他研制試驗(yàn)的關(guān)系如圖7所示。

圖7 測試性試驗(yàn)與其他研制試驗(yàn)的關(guān)系

根據(jù)裝備研制與使用過程的暴露出的問題，本文提出完整的測試性試驗(yàn)應(yīng)包含機(jī)載系統(tǒng)級和成品級(含子系統(tǒng)和設(shè)備)試驗(yàn)。目前，成品級的測試性試驗(yàn)注入層級為功能電路和元器件級，其技術(shù)和方法相對成熟；系統(tǒng)級測試性試驗(yàn)注入層級主要為LRU級和SRU級，尚處于探索階段。不同層級測試性試驗(yàn)對比如表1所示。

表1 不同層級測試性試驗(yàn)對比

2.5.1 成品測試性試驗(yàn)

成品的測試性試驗(yàn)作為一種對測試性設(shè)計(jì)結(jié)果的驗(yàn)證手段，針對自身具有BIT能力的成品，以FMECA分析結(jié)果作為基礎(chǔ)和依據(jù)，選取故障樣本，采用專門的故障注入設(shè)備進(jìn)行故障注入，發(fā)現(xiàn)測試性設(shè)計(jì)問題，并根據(jù)試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果評估故障檢測率、故障隔離率指標(biāo)[11-12]。

在成品研制階段進(jìn)行測試性試驗(yàn)是測試性設(shè)計(jì)工作的重要組成部分，能夠促進(jìn)測試性設(shè)計(jì)的改進(jìn)、重視程度和設(shè)計(jì)水平的提高，對提高成品測試性能力具有重要意義。本文提出成品測試性試驗(yàn)應(yīng)實(shí)現(xiàn)如下目的：

(1) 驗(yàn)證FMECA分析的正確性；

(2) 驗(yàn)證故障檢測和故障隔離設(shè)計(jì)的有效性，并能夠發(fā)現(xiàn)BIT硬件和軟件設(shè)計(jì)缺陷；

(3) 能夠評估成品故障檢測率、隔離率指標(biāo)；

(4) 驗(yàn)證產(chǎn)品功能檢測能力，尤其是關(guān)鍵輸出功能的檢測能力；

(5) 測試產(chǎn)品故障后功能輸出表征，尤其是Ⅰ、Ⅱ類故障模式的輸出表征。

目前實(shí)施的成品級測試性試驗(yàn)?zāi)軌驅(qū)崿F(xiàn)前4項(xiàng)用途，而對于測試產(chǎn)品故障后的功能輸出表征，尚未引起足夠的重視。同時(shí)，成品測試性試驗(yàn)?zāi)壳安荒茉u估LRU的故障隔離率，因?yàn)樵谠囼?yàn)時(shí)，故障檢測判據(jù)是成品向上位機(jī)報(bào)出的BIT結(jié)果，由于總線帶寬的研制，這些BIT結(jié)果往往是經(jīng)過綜合后的較高層級的故障判讀結(jié)果，因此，不能通過這些上報(bào)的顆粒度較粗的信息去評估LRU的故障隔離率。在進(jìn)行成品測試性試驗(yàn)時(shí)，應(yīng)同時(shí)關(guān)注設(shè)備底層的BIT結(jié)果和上報(bào)的高層級的BIT結(jié)果，同時(shí)納入故障檢測判據(jù)，在試驗(yàn)時(shí)進(jìn)行驗(yàn)證，底層的BIT結(jié)果作為評估故障隔離率的依據(jù)[13]。

2.5.2 系統(tǒng)測試性試驗(yàn)

目前，從利用內(nèi)場試驗(yàn)補(bǔ)充外場測試性評估數(shù)據(jù)的角度，筆者已經(jīng)探索性地實(shí)施了某型無人機(jī)的系統(tǒng)測試性試驗(yàn)。系統(tǒng)測試性試驗(yàn)相對成品測試性試驗(yàn)，試驗(yàn)理論和方法是可共用的，但在實(shí)施時(shí)區(qū)別較大：

(1) 系統(tǒng)級FMECA分析水平尚有待提高；

(2) 系統(tǒng)級故障模式涉及大量機(jī)電設(shè)備，其故障注入較困難；

(3) 系統(tǒng)級測試性試驗(yàn)通常由主機(jī)所實(shí)施，而成品測試性試驗(yàn)為第三方試驗(yàn)單位實(shí)施；

(4) 系統(tǒng)級測試性試驗(yàn)故障注入級別一般為LRU層或SRU層，而成品測試性試驗(yàn)一般為功能電路層或元器件層；

(5) 系統(tǒng)級測試性試驗(yàn)一般在主機(jī)所的系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行，由于條件限制，對電子設(shè)備的故障注入級別一般為LRU層或SRU層，導(dǎo)致一些本可通過專業(yè)注入設(shè)備注入的故障在系統(tǒng)試驗(yàn)室無法注入；

(6) 對涉及機(jī)電類設(shè)備的系統(tǒng)功能控制通道進(jìn)行故障注入時(shí)，需要使設(shè)備在特定運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下才能進(jìn)行。

已實(shí)施的某型無人機(jī)系統(tǒng)測試性試驗(yàn)是在成品測試性試驗(yàn)技術(shù)積累的基礎(chǔ)上實(shí)施的首例系統(tǒng)級測試性試驗(yàn)，是測試性試驗(yàn)技術(shù)在系統(tǒng)級應(yīng)用領(lǐng)域的探索和延伸。試驗(yàn)過程中，發(fā)現(xiàn)了多起設(shè)計(jì)缺陷，總結(jié)了試驗(yàn)方法和經(jīng)驗(yàn)，取得良好的效果，并且對其他有人機(jī)、無人機(jī)實(shí)施同類試驗(yàn)有重要的參考價(jià)值。試驗(yàn)表明，系統(tǒng)級測試性試驗(yàn)應(yīng)在成品測試性試驗(yàn)實(shí)施基礎(chǔ)之上，驗(yàn)證系統(tǒng)的測試性設(shè)計(jì)水平，主要內(nèi)容有：

(1) 系統(tǒng)級BIT整體故障檢測和隔離能力；

(2) 系統(tǒng)級BIT對Ⅰ、Ⅱ類故障的檢測能力；

(3) 系統(tǒng)級BIT對功能控制通道的故障檢測能力；

(4) 對于具備BIT能力，但部分故障不能通過自身BIT檢測的設(shè)備，其故障需要系統(tǒng)級BIT進(jìn)行檢測，這部分檢測能力需在系統(tǒng)級進(jìn)行分析和驗(yàn)證；

(5) 對于不具備BIT能力但有信號輸出，且其輸出信號反映設(shè)備主要功能故障的設(shè)備，在系統(tǒng)級編制故障判斷算法，實(shí)現(xiàn)對該設(shè)備的故障檢測，其測試性能力需在系統(tǒng)級進(jìn)行分析和驗(yàn)證；

(6) 對于不具備信號輸出能力的設(shè)備，應(yīng)結(jié)合其故障對系統(tǒng)功能通道影響的表征，驗(yàn)證系統(tǒng)級BIT、外場測試設(shè)備、外場人工檢測手段對該類設(shè)備的原位檢測能力。

2.6 測試性指標(biāo)評估

在飛機(jī)設(shè)計(jì)鑒定或設(shè)計(jì)定型時(shí)，需評估系統(tǒng)和成品的測試性定量指標(biāo)，作為設(shè)計(jì)鑒定或定型的依據(jù)。由于目前的飛機(jī)型號在系統(tǒng)和成品的設(shè)計(jì)階段普遍缺乏驗(yàn)證環(huán)節(jié)，不能將測試性設(shè)計(jì)缺陷在設(shè)計(jì)階段發(fā)現(xiàn)并解決，且系統(tǒng)和成品的測試性指標(biāo)預(yù)計(jì)存在很大的缺陷，不能真實(shí)反映系統(tǒng)和成品實(shí)際的測試性能力，導(dǎo)致在試飛和使用初期測試性定量指標(biāo)往往不能達(dá)標(biāo)。通過外場試飛的方式驗(yàn)證測試性能力，本身又存在故障不能充分暴露、驗(yàn)證周期長等問題，使得測試性能力提高緩慢。同時(shí)，現(xiàn)行的測試性指標(biāo)評估缺乏專門的標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致在評估過程中存在如下問題[14-16]：

(1) 評估方法只關(guān)注定量指標(biāo)是否達(dá)標(biāo)，而沒有站在裝備使用效能評估的角度去整體評價(jià)；

(2) 測試性評估數(shù)據(jù)與可靠性評估數(shù)據(jù)不同源；

(3) 測試性評估最少樣本數(shù)量的要求依據(jù)的是GJB2072-94《維修性試驗(yàn)與評定》，嚴(yán)重不滿足測試性指標(biāo)評估的要求，也不符合測試性能力隨裝備使用時(shí)間增長而提高的現(xiàn)狀，導(dǎo)致小樣本情況下的評估結(jié)果與飛機(jī)真實(shí)測試性水平存在較大偏差；

(4) 故障認(rèn)定沒有統(tǒng)一原則；

(5) 測試性評估故障樣本的認(rèn)定沒有統(tǒng)一原則。

本文提出測試性指標(biāo)評估的對象應(yīng)為設(shè)計(jì)鑒定或定型狀態(tài)的整機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)、機(jī)載系統(tǒng)和設(shè)備。測試性指標(biāo)評估的目標(biāo)值為用戶提出的測試性定量要求，因此，測試性指標(biāo)評估和測試性定量要求的目標(biāo)導(dǎo)向，應(yīng)從飛機(jī)使用的角度來綜合評價(jià)測試性設(shè)計(jì)水平，關(guān)注飛機(jī)在使用時(shí)，測試能力是否能讓飛機(jī)滿足使用需求，并形成完整的要求體系。具體表現(xiàn)為BIT檢測關(guān)鍵功能的能力，BIT的故障檢測和隔離能力，BIT難以設(shè)計(jì)或設(shè)計(jì)代價(jià)大的檢測對象采用原位檢測方式(如外場測試設(shè)備、目視、外場人工檢查等)的檢測能力，以及不可原位檢測的故障是否經(jīng)過充分的分析并根據(jù)影響程度提高可靠性設(shè)計(jì)或規(guī)劃預(yù)防性維修作為使用補(bǔ)充措施。

3 改進(jìn)建議

造成機(jī)載系統(tǒng)和設(shè)備的測試能力欠缺的結(jié)果，既有技術(shù)因素，也有專業(yè)定位、工作方式、職責(zé)劃分與制度保障等因素。

3.1 工作方法的改變

飛機(jī)測試性工作是相對孤立的。表現(xiàn)為專業(yè)職責(zé)劃分、測試性工作與系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作的工作界面等方面。

從測試性專業(yè)與機(jī)載系統(tǒng)專業(yè)的分工來看，測試性專業(yè)負(fù)責(zé)全機(jī)測試性設(shè)計(jì)的頂層規(guī)劃，機(jī)載系統(tǒng)負(fù)責(zé)具體的實(shí)施。在飛機(jī)研制過程中，測試性專業(yè)與機(jī)載系統(tǒng)專業(yè)圍繞各自的分工開展承擔(dān)的工作，主要在機(jī)載系統(tǒng)、成品的報(bào)告和成品技術(shù)協(xié)議審簽時(shí)測試性專業(yè)才參與了機(jī)載系統(tǒng)的測試性工作，其他環(huán)節(jié)幾乎不參與。因此，總體來看，測試性專業(yè)與機(jī)載系統(tǒng)專業(yè)的工作是相對孤立的。

從測試性專業(yè)內(nèi)部分工來看，測試性專業(yè)人員審查機(jī)載系統(tǒng)相關(guān)工作結(jié)果時(shí)，機(jī)載系統(tǒng)FMECA審查與測試性工作結(jié)果審查，全機(jī)故障定義與飛參定義，外場故障問題處理，這些任務(wù)都由不同人完成，各自例行公事，以完成任務(wù)為導(dǎo)向，可靠性專業(yè)人員與測試性專業(yè)人員相對孤立，測試性各項(xiàng)工作相對孤立。

從機(jī)載系統(tǒng)專業(yè)分工來看，機(jī)載系統(tǒng)專業(yè)內(nèi)有負(fù)責(zé)系統(tǒng)級方案設(shè)計(jì)的專家承擔(dān)了傳感器布置、狀態(tài)監(jiān)控方案、BIT方案和設(shè)備測試性要求等規(guī)劃，這些測試性相關(guān)的設(shè)計(jì)工作納入了系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)的過程中。然而，F(xiàn)MECA分析、測試性設(shè)計(jì)報(bào)告等專門文件則往往由系統(tǒng)其他人員編制，同樣的例行公事，真正的測試性設(shè)計(jì)與結(jié)果相對孤立，機(jī)載系統(tǒng)的FMECA分析與測試性分析相對孤立。

造成測試性工作的孤立狀態(tài)，有人員的專業(yè)素養(yǎng)的問題，但更多的是觀念和工作方式的問題。要突破這個(gè)困境，本文提出應(yīng)從如下三方面入手：

(1) 應(yīng)加強(qiáng)測試性專業(yè)人員、機(jī)載系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員測試性相關(guān)知識(shí)和技能的培訓(xùn)，加深人員對測試性工作的認(rèn)知；

(2) 建立、健全系統(tǒng)測試性設(shè)計(jì)技術(shù)體系和設(shè)計(jì)流程，才能將測試性設(shè)計(jì)融入到系統(tǒng)設(shè)計(jì)中去，使系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員的對測試性的認(rèn)知，從寫報(bào)告即完成測試性工作轉(zhuǎn)變?yōu)閷⑾到y(tǒng)測試性能力作為一項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的設(shè)計(jì)思維；

(3) 應(yīng)在專業(yè)內(nèi)賦予專門人員作為測試性總體負(fù)責(zé)人，從面向使用的角度，統(tǒng)一協(xié)調(diào)管理測試性相關(guān)工作，同時(shí)，將分布在各個(gè)機(jī)載系統(tǒng)的飛機(jī)的測試能力視為一個(gè)整體，并將其當(dāng)作類似機(jī)載系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)與管理，把測試性工作當(dāng)成系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作來抓。從而，將孤立的工作作業(yè)，形成有機(jī)結(jié)合的測試性系統(tǒng)工程。

3.2 專業(yè)定位的轉(zhuǎn)變

目前，測試性專業(yè)作為飛機(jī)測試性總體性專業(yè)，負(fù)責(zé)型號測試性頂層文件、要求、指南的編制與發(fā)布，指導(dǎo)機(jī)載系統(tǒng)和設(shè)備的測試性設(shè)計(jì)工作，會(huì)簽機(jī)載系統(tǒng)測試性相關(guān)報(bào)告，匯總機(jī)載系統(tǒng)飛行參數(shù)，以及抓總測試性試驗(yàn)和測試性評估協(xié)調(diào)。機(jī)載系統(tǒng)專業(yè)負(fù)責(zé)具體的系統(tǒng)測試性設(shè)計(jì)和機(jī)載設(shè)備測試性要求制定與審核，是飛機(jī)測試性設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)水平高低的關(guān)鍵之一。同時(shí)，地面設(shè)備專業(yè)負(fù)責(zé)飛機(jī)地面判讀軟件的設(shè)計(jì)，該軟件是否滿足外場使用需求也是體現(xiàn)飛機(jī)測試性設(shè)計(jì)水平的關(guān)鍵之一。從當(dāng)前的專業(yè)組織劃分來看，職責(zé)較為清晰。但再好的組織都需要人來執(zhí)行，只有明晰人員權(quán)利和責(zé)任，才能發(fā)揮出應(yīng)有的效能。從權(quán)利與責(zé)任的角度來看，當(dāng)前的責(zé)任劃分并不合理。機(jī)載系統(tǒng)和設(shè)備的測試性設(shè)計(jì)由機(jī)載系統(tǒng)專業(yè)和成品廠家具體實(shí)施，而在測試性評審和測試性評估階段，所表現(xiàn)出的測試能力較差的后果，則往往會(huì)歸結(jié)為測試性專業(yè)的工作沒有做好，這更造成測試性專業(yè)及人員的弱勢。因此，通常說的四性設(shè)計(jì)“兩張皮”，其內(nèi)涵不僅包括在設(shè)計(jì)階段四性專業(yè)人員與機(jī)載系統(tǒng)專業(yè)人員在工作配合上的不協(xié)調(diào)，也包括在承擔(dān)設(shè)計(jì)責(zé)任上與相應(yīng)職責(zé)的不匹配。

從專業(yè)分工的角度來看待，測試性專業(yè)應(yīng)該作為全機(jī)測試性設(shè)計(jì)的主要責(zé)任單位，牽頭設(shè)計(jì)全機(jī)測試性能力，從機(jī)載系統(tǒng)方案制定之初的關(guān)鍵階段開始，共同進(jìn)行系統(tǒng)FMECA分析，并共同制定機(jī)載系統(tǒng)綜合診斷方案、系統(tǒng)監(jiān)控方案、故障隔離方案和設(shè)備測試性要求，采取內(nèi)部評審的方式，組織專家對機(jī)載系統(tǒng)測試性設(shè)計(jì)方案進(jìn)行審核。這樣才能將綜合診斷方案、測試點(diǎn)布局方案、狀態(tài)監(jiān)控方案、故障隔離方案、設(shè)備測試性要求這些測試性設(shè)計(jì)關(guān)鍵項(xiàng)目納入測試性設(shè)計(jì)范疇，從而將測試性能力要求貫徹到系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，而不是將測試性工作僅局限于寫測試性相關(guān)報(bào)告。

由于飛機(jī)的測試能力直接影響到用戶使用體驗(yàn)，測試性設(shè)計(jì)貫穿設(shè)計(jì)和使用全過程，因此，在機(jī)載系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，測試性專業(yè)應(yīng)該定位于全機(jī)測試系統(tǒng)總體，對全機(jī)、機(jī)載系統(tǒng)和設(shè)備的測試能力進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃。

3.3 職責(zé)與制度保障

基于目前測試性設(shè)計(jì)認(rèn)識(shí)水平和技術(shù)能力，實(shí)現(xiàn)測試性設(shè)計(jì)水平的提高應(yīng)經(jīng)歷兩個(gè)階段：

(1) 指令性工作分配階段，測試性專業(yè)人員與機(jī)載系統(tǒng)專業(yè)人員共同分析與設(shè)計(jì)；

(2) 原則性工作分配階段，機(jī)載系統(tǒng)專業(yè)人員自然而然地在系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中貫徹測試性設(shè)計(jì)思想。

3.3.1 測試性設(shè)計(jì)工作接口

機(jī)載系統(tǒng)測試性設(shè)計(jì)的結(jié)果包括綜合診斷方案、測試點(diǎn)布局方案、檢測能力配置、地面檢測設(shè)備規(guī)劃、故障診斷策略、BIT設(shè)計(jì)、故障與參數(shù)定義、告警與顯示策略等。設(shè)計(jì)結(jié)果的載體包括設(shè)計(jì)與分析報(bào)告、測試性模型、BIT軟硬件、參數(shù)判斷軟硬件、排故手冊等。本文總結(jié)機(jī)載系統(tǒng)測試性設(shè)計(jì)的接口如圖8所示。

圖8 測試性設(shè)計(jì)工作接口

3.3.2 測試性工作職責(zé)

測試性總體與機(jī)載系統(tǒng)測試性設(shè)計(jì)密切相關(guān)，要實(shí)現(xiàn)將測試性設(shè)計(jì)融入系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，也需加強(qiáng)這兩方面的配合程度，具體應(yīng)從人員職責(zé)和制度兩方面來作出改進(jìn)。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，測試性設(shè)計(jì)應(yīng)納入“四性”工作統(tǒng)一規(guī)劃和管理。

在人員方面，“四性”專業(yè)作為總體性專業(yè)，每個(gè)型號應(yīng)該指定專人作為型號“四性”設(shè)計(jì)主管，對型號“四性”設(shè)計(jì)結(jié)果負(fù)責(zé)，其主要設(shè)計(jì)職責(zé)為：

(1) 統(tǒng)一進(jìn)行型號“四性”總體要求管理；

(2) 總體協(xié)調(diào)專業(yè)內(nèi)有輸入輸出關(guān)系的各項(xiàng)工作；

(3) 參與系統(tǒng)診斷方案設(shè)計(jì)；

(4) 組織協(xié)調(diào)機(jī)載系統(tǒng)“四性”工作；

(5) 組織審查機(jī)載系統(tǒng)“四性”工作結(jié)果；

(6) 型號“四性”設(shè)計(jì)工作總結(jié)。

機(jī)載系統(tǒng)專業(yè)，是型號“四性”工作的具體實(shí)施者，是“四性”要求實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵要素。機(jī)載系統(tǒng)專業(yè)同樣應(yīng)制定專人作為機(jī)載系統(tǒng)“四性”設(shè)計(jì)主管，對機(jī)載系統(tǒng)“四性”設(shè)計(jì)結(jié)果負(fù)責(zé)，而且應(yīng)同樣是參與系統(tǒng)級設(shè)計(jì)的人員，其主要設(shè)計(jì)職責(zé)為：

(1) 統(tǒng)一進(jìn)行機(jī)載系統(tǒng)和成品“四性”要求管理；

(2) 總體協(xié)調(diào)系統(tǒng)內(nèi)“四性”工作的銜接與數(shù)據(jù)接口關(guān)系；

(3) 配合各階段四性專業(yè)組織的“四性”設(shè)計(jì)工作審查，并積極改進(jìn)。

3.3.3 測試性設(shè)計(jì)制度保障

在制度保證方面，要保證“四性”專業(yè)人員參與到系統(tǒng)測試方案的關(guān)鍵設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，并對設(shè)計(jì)結(jié)果有效監(jiān)督。主要措施如下：

(1) 共同設(shè)計(jì)，機(jī)載系統(tǒng)的綜合診斷方案、測試點(diǎn)布局方案、參數(shù)定義、BIT判斷邏輯設(shè)計(jì)等關(guān)鍵設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，由測試性人員與機(jī)載系統(tǒng)專業(yè)人員共同配合完成，其結(jié)果納入系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案；

(2) 內(nèi)部審查，在機(jī)載系統(tǒng)測試性方案確定后組織內(nèi)部專家進(jìn)行審查，并督促改進(jìn)。

在形成較穩(wěn)定的人員隊(duì)伍和長效的工作制度后，機(jī)載系統(tǒng)的測試性設(shè)計(jì)人員能夠?qū)y試性設(shè)計(jì)要求、技術(shù)和流程能夠有深刻的理解，并具備較豐富的經(jīng)驗(yàn)，深入體會(huì)系統(tǒng)測試能力對飛機(jī)使用帶來的便利，將逐漸形成自發(fā)的工作習(xí)慣，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，自然而然地考慮測試性的設(shè)計(jì)要求，將測試性設(shè)計(jì)融入到系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，從而提升系統(tǒng)的整體能力。

4 結(jié)束語

本文結(jié)合飛機(jī)實(shí)際使用需求，總結(jié)機(jī)載系統(tǒng)測試性設(shè)計(jì)中存在的問題，提出了一套貼合使用需求的機(jī)載系統(tǒng)測試性設(shè)計(jì)體系，并對其中的關(guān)鍵設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)進(jìn)行了剖析。

軍用飛機(jī)使用過程中表現(xiàn)出診斷能力弱的根本原因是機(jī)載系統(tǒng)測試性設(shè)計(jì)各項(xiàng)設(shè)計(jì)工作是相對孤立的，通過構(gòu)建機(jī)載系統(tǒng)設(shè)計(jì)體系，能夠形成完整的需求、目標(biāo)、設(shè)計(jì)、驗(yàn)證的研制框架，從而提升裝備測試性水平；通過機(jī)載系統(tǒng)測試性設(shè)計(jì)體系的建立，結(jié)合工作方法、專業(yè)定位和制度保障的改進(jìn)，能夠?qū)ⅰ皩憟?bào)告即完成工作任務(wù)”的傳統(tǒng)思維轉(zhuǎn)變?yōu)閷⑷珯C(jī)測試性能力作為整體的總體設(shè)計(jì)思維，促使測試性設(shè)計(jì)融入機(jī)載系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，最大程度地解決測試性系統(tǒng)工程中存在的“四性”與設(shè)計(jì)“兩張皮”的問題，提高裝備測試與診斷能力。