測試點的優化選擇

蒯 偉

（海軍駐南京地區通信軍事代表室 江蘇南京 210002）

0 引言

科學技術的進步，特別是計算機技術和大規模集成電路的廣泛應用，在改善和提高系統、武器裝備性能的同時，也大大增加了系統的復雜性。測試時間長[1]、故障診斷困難和使用保障費用高等問題，從而引起了人們的高度重視。為了提高武器戰斗力，保證其可靠的運行和良好的作戰狀態，必須對其進行高效快速的測試診斷。

測試點的優化選擇是系統測試性設計的重要內容，可以及時、快速地檢測與隔離故障，提高執行任務的可靠性與安全性[2]，縮短故障檢測與隔離時間，進而減少維修時間，提高系統可用性，降低系統使用保障費用。

1 測試點優選的步驟

對電子武器裝備的多信號模型的測試點的優選方法是利用搜索算法得到最優的故障診斷樹[3]，其步驟如下：

1） 初選測試點：分析組成單元的測試信號特點、測試內容和測試方法等，在被測單元各組成[4]單元端設置故障測試點，將初選的測試點添加到多信號模型。

2） 搜索算法的測試序列優選，對建立的多信號模型[5]進行計算，得到被測單元最優序列和診斷方案。

3） 測試點優化：根據得到的最優測試序列，確定故障檢測、隔離用的測試點和測試順序[6]，在初選測試點基礎上除去冗余的測試點，根據實際要求減少對測試性指標貢獻較小的測試點。

電子武器裝備測試點的優化選擇是極為重要的，其設置適當與否直接關系到該武器裝備[7]的被測單元的測試性水平、診斷測試時間和費用。該系統的主系統、分系統、內部模塊和電路板都要進行優選測試點，選出自己的檢測測試點和隔離測試點，不僅能去除許多冗余測試點，還能迅速地隔離或定位故障，依次從上到下，從主系統中查出分系統故障，從分系統中再查出內部模塊和電路板故障，確保在較低的測試費用下，以盡可能少的測試步驟快速查找該武器裝備故障[8]的位置，可及時的替換或修改，迅速提高該武器裝備的使用效能和保障費用。

2 測試點優選的步驟

比如對某型有故障的武器裝備進行了測試，從上到下都優選了測試點，從主系統中查出某分系統有故障，從該分系統中查出了該武器裝備的增益控制有故障，其性能的主要參數為增益、線性度、截止頻率、轉換速率、失調電流等初選了21個測試點，如圖1所示。

圖1 增益控制多信號模型圖

① 建立相關性矩陣

合并矩陣中（見表1）相同的列為TP1和TP3、TP10和 TP13、TP16和 TP17、TP15和 TP18、TP2和TP4，測試點3、4、13、17和18是多余的，可以去掉。

② 選擇檢測測試點和隔離測試點

首先選用WFD值最大的測試點TP21為第一個檢測測試點，分割矩陣后, D10為C3、R7、R8和R9，再用TP14測試點為第一個隔離測試點，可分割為R8、R9和C3、R7，再用TP19和TP15就可分割為單行。D11為C1、C2、R1、R2、DA、DB、D2、V1、R3、R4、R5 和R6，用TP12為第二個隔離測試點，d21為C1、C2、DA、DB、D2、V1、R3和R4，用TP9為第三個隔離測試點；d20為R1、R2、R5和R6，再用TP11為第四個隔離測試點。d31為C1、C2、DA、DB和D2，再用TP7后可分割為C1、DA、D2和C2、DB，用TP8可把C2、DB分割到各單行，而C1、DA、D2用TP6后可分割為C1、DA和D2，再用TP11就可分割為單行，d30為V1、R3和R4，再用TP14后，可分割為R4和R3、V1，再用TP19，就可分割為單行。d41為R1、R2和R5，再用TP5和TP8，就可檢測到各單行，d40=R6，只有一行了。表1為增益控制多信號相關矩陣。

表1 增益控制多信號相關矩陣

圖2 增益控制故障診斷樹

③ 診斷樹

根據表1所列矩陣和測試點優選結果分析，優選了12個測試點，分別別為TP5、TP6、TP7、TP8、TP9、TP11、TP12、TP14、YP15、TP19、TP20和 TP21,首 先 測 TP21，當TP21為不正常時，故障發生在C1、C2、R1、R2、DA、DB、D2、V1、R3、R4、R5和R6之中，用TP12測試，如果結果不正常，故 障 發 生 在 C1、C2、DA、DB、D2、V1、R3和R4之中，再用TP9測試，如果正常，則故障發生在V1、R3和R4之中，再用TP14測試，如果結果不正常，則結果在R3和V1之間，再用TP19測試，如結果為正常，故障在V1，如結果不正常，故障發生在R3。圖2為增益控制故障診斷樹。（圖中“0”表示為正常，“1”表示為不正常）

④ 結果分析

最后優選了12個測試點，比初選測試點少了9個測試點，運用TEAMS軟件建模與評估。圖3為該系統增益控制優選測試點的多信號圖，圖4為增益控制優選測試點的指標。

圖3 增益控制UUT多信號圖

圖4 增益控制優選測試點指標

以單增益控制器為指標，優選測試點后，能使故障檢測率和故障隔離率都能達到100%，模糊組為1.00。

以最少的測試點在較短的時間內可檢測隔離故障，而且對故障率高的部件可優先得到檢測和定位，可迅速發現該故障的位置。

3 結論

本文分析了系統的相關性矩陣，將測試性度量和故障概率統一考慮，推導出測試點的故障診斷信息量計算公式，然后根據信息量的大小依次選擇測試點，并確定出優化的故障診斷策略。優選測試點可補上已遺漏的測試點，去掉冗余測試點，可運用TEAMS軟件對以上測試點進行評估，并可得到優化的性能評估，總以最少的測試點在較短的時間內檢測隔離故障，可迅速的發現電子武器裝備故障的位置，可及時的修改、替換，節省維修時間和費用，迅速提高該系統的使用效能。

[1]李巖.武器裝備的測試性[J].現代防御技術,1994(1):26-31.

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[5]赫赤,趙克定,曹健.軍用測試系統的可靠性設計[J].測控技術,2005,8(24):55-60.

[6]張超,宋東,許家棟.智能機內測試研究終述[J].計算機測量與控制,2007,15(2):141-145.

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