裝備遠程測試保障技術研究

李濤 張強 秦亮亮

(91550部隊，遼寧大連 116023)

0 引言

隨著現代裝備的高技術化，其結構日益復雜，功能更加強大，各種信息技術、智能技術廣泛應用其中。大型裝備要求運行保障的高可靠性、維護技能的多學科性和維護決策的科學性[1-4]。為了及時對裝備進行科學保障和維護，在加強保障測試技術應用的同時，還需要發展應用遠程保障測試技術，及時測試，準確掌握裝備的運行狀況，對故障進行分析診斷，判斷故障部位和原因，提高裝備保障速度和有效性。

1 裝備現場測試系統的設計

裝備遠程測試以裝備現場測試系統為基礎，裝備現場測試系統的設計是裝備設計的重要組成，是裝備保障性設計的關鍵。裝備測試性是裝備現場測試系統設計的基礎。

裝備測試性是設計時賦予裝備的一種固有屬性，包括可靠性分析與設計、故障模式、影響及危害性分析研究、測試性分析、測試性設計、測試性試驗與評價等內容。測試性有別于測試，測試性是裝備為測試和故障診斷提供方便的特性，測試是確定裝備某種特性的技術操作過程。

裝備測試是為了證實系統或部件是否滿足規定要求，利用手工或自動設備對其進行測量或評定的過程。從更廣泛意義上講，裝備測試包括研制性測試、生產性測試和使用維護性測試，文中裝備測試僅指使用維護性測試。裝備測試可分為自動測試和手工測試、外部測試和機內測試等。

測試性設計能提高裝備自診斷和外部診斷能力，能方便有效地確定裝備狀態和隔離故障。裝備現場測試系統組成參見圖 1。現場測試系統通過機內測試接口對裝備進行控制和檢測，通過測試儀器總線對自動測試儀器系統進行控制，進行裝備外部測試。裝備現場測試系統設計包括機內自檢系統設計（BIT設計）和自動測試系統設計。機內自檢系統將故障隔離到外場可更換單元，借助自動測試設備檢測能將故障隔離到內場可更換單元。

機內自檢系統設計包括部件單元測試系統設計、測試接口設計、機內自檢軟件設計等。機內自檢系統包括主動 BIT、被動 BIT、連續 BIT、周期BIT、啟動BIT等形式。

自動測試系統對于雷達等裝備來說主要是射頻測試系統，用于確定部件的射頻特性。對于很多機電裝備來說，振動分析儀器也是自動測試系統的一部分。此外，自動測試系統中的測試儀器也可以是各種專門研制的現場信號采集測試、診斷儀器。這些儀器應包括計算機接口，用于連接上位計算機，進行系統集成管理。上位機能控制這些儀器的測試診斷過程。

圖1 現場測試系統組成及結構

2 裝備遠程測試系統結構

對于大型復雜裝備，單靠使用者的保障力量很難完成其維護任務。有些時候故障問題非常復雜，需要充分應用信息技術成果，利用設備制造廠家、設計單位的技術優勢和多方專家資源，為裝備提供更為有效、強大的綜合維護保障能力，使復雜裝備隨時處于良好的性能狀態[2]。即充分利用豐富的網絡診斷資源，為設備提供遠程協作測試診斷服務，快速提供裝備技術保障。

裝備遠程測試系統是裝備遠程保障測試的基礎。遠程測試以現場測試為基礎，裝備遠程測試系統與現場測試的連接參見圖 2。遠程專家在得到授權后，可通過遠程網絡控制現場測試系統進行信號采集、測試，然后進行狀態判斷和故障診斷，其他專家可以通過網絡觀看測試過程并參與分析討論。裝備遠程測試軟件系統包括客戶機/服務器(Client/Server，C/S)和 WEB 瀏覽器/服務器(Browser/Server，B/S)等兩種模式[1,2]，以及兩種模式的混合。這兩種模式各有特長，可以進行互換，在必要時也可以采用混合模式。B/S模式結構簡單，維護方便。C/S模式在客戶機端有一套完整的應用程序，在出錯提示、在線幫助等方面功能完善，從而增強了其交互性。

圖2 遠程測試系統與現場測試系統的連接

2.1 面向設備的遠程測試系統結構

為了實現遠程測試，現場測試系統必須為遠程測試提供控制接口。面向裝備的裝備遠程測試系統以裝備為中心，能獨立提供遠程測試，基于WEB瀏覽器/服務器模式的遠程測試系統結構參見圖 3。遠程診斷專家與現場測試人員能協同進行裝備測試。現場測試軟件讀取測試數據并存儲到數據庫中。遠程測試診斷專家登陸到裝備現場測試計算機 WEB服務器上，通過瀏覽器查詢并下載過去測試數據，能進行更深入的分析研究。在瀏覽器中運行從WEB服務器上下載的ActiveX組件，能實時控制裝備測試并讀取顯示測試數據。ActiveX組件與現場測試軟件應用服務器實時通信，將測試指令發送到現場測試計算機，現場測試軟件完成測試并將數據送回ActiveX組件。現場測試軟件應用服務器實際上是遠程操作代理，接受遠程測試操作指令，執行測試并將結果返回遠程端。

圖3 面向設備的遠程測試系結構

在 WEB服務器上還包括內容繁雜的技術手冊、操作手冊、訓練手冊、測試手冊、維修手冊等保障信息。這些信息按照有關的標準有機地組織管理起來，并以最優化的方式將文字、表格、圖像、工程圖形、聲音、視頻、動畫等多種信息形式顯示網絡 WEB瀏覽器上，并以交互的方式進行查閱。將維修測試技術人員或系統操作人員所需的信息，方便精確地展現在使用者面前，能加速裝備使用和保障活動的實施。

2.2 面向診斷中心的裝備遠程測試系統結構

面向診斷中心的裝備遠程測試系統是指原始廠商為保障裝備運行，為裝備使用階段提供技術保障服務而建立的技術系統，或者是裝備密集機構為對裝備統一進行保障管理而建立的測試監視系統。其系統結構參見圖 4。實事上，其中的診斷中心是各種級別的集中管理中心，如艦船級監管中心、飛機級管理中心等。這些中心進行互連，能組成更大范圍的測試保障管理中心。

在面向診斷中心的裝備遠程測試系統中，現場測試計算機與中心可以通過各種網絡進行連接，如MODEM、專線、GPRS等，組成客戶機/服務器結構。診斷管理中心作為客戶機，向現場測試計算機服務器發出各種請求并得到響應。基地級診斷管理中心或原始廠商維修保障中心運行的軟件包括遠程測試應用服務器、數據庫服務器和 WEB服務器，管理所屬各種設備，是多種裝備測試軟件系統的集成。診斷專家利用瀏覽器登陸到診斷管理中心 WEB服務器上，進行分管裝備的各種協同測試和診斷。遠程測試應用服務器相當于通信代理服務器，將診斷專家的測試指令轉發給現場測試計算機，將現場測試計算機返回的測試結果數據轉發給診斷專家。

圖4 面向診斷中心的遠程測試系統結構

2.3 復合結構的裝備遠程測試系統結構

將面向設備的遠程測試系統結構和面向診斷中心的裝備遠程測試系統結構相結合，就可組成復合結構的裝備遠程測試系統，即集成網絡測試系統，如圖5所示。復合結構主要面向大型裝備（或工程）、原始廠商或基地級裝備管理機構。大型裝備一般要求既能獨立測試保障，也能得到遠程測試和支援；裝備管理機構或原始廠商能對大型裝備進行全壽命保障和支持。

圖5 復合結構的裝備遠程測試系統結構

3 結束語

大型裝備要求運行保障的高可靠性、維護技能的多學科性和維護決策的科學性。為了及時對裝備進行科學保障和維護，在加強測試保障技術應用的同時，還需要發展應用遠程測試技術，要同時開發遠程網絡測試系統，這樣能提高開發效率，降低開發成本，提高保障水平。

文中分析了裝備遠程測試軟件系統的兩種結構模式，客戶機/服務器(C/S)和WEB瀏覽器/服務器(B/S)等兩種模式。總結了裝備遠程測試保障技術的兩種實現方法，即面向設備的遠程測試系統結構和面向診斷中心的裝備遠程測試系統結構，以及這兩種結構方法的復合模式，對這些結構模式的應用特點進行了分析。

[1]張榮濤. 復雜裝備遠程智能監測、診斷與維護系統研究[D]. 南京理工大學, 2002.

[2]張國輝. 可重構遠程診斷系統理論與技術研究[D].華中科技大學, 2005.

[3]邱赤東. 船舶異步電機遠程故障診斷技術的研究[D]. 大連海事大學, 2007.

[4]陳國興. 飛機遠程故障協同診斷并發機制研究[D].中國民航大學, 2008.