裝備測試性綜合驗證技術研究

韓志鋼

（總參陸航部裝備發展辦公室，北京　100107）

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裝備測試性綜合驗證技術研究

韓志鋼

（總參陸航部裝備發展辦公室，北京100107）

摘要：介紹了測試性對于電子裝備的重要性，分析了目前已有的測試性評價方法存在的問題，并在測試性建模仿真的基礎上，提出了一種測試性綜合驗證方法，該方法克服了目前已有的測試性評價方法的缺陷，能夠全面、有效地對產品的測試性水平進行評估。

關鍵詞：測試性；測試性建模仿真；測試性驗證試驗；測試性評估；綜合驗證

0　引言

測試性作為電子裝備的一種設計特性，具有與可靠性、維修性、保障性和安全性同等重要的地位。GJB 2547A—2012《裝備測試性工作通用要求》對測試性的定義為：產品能及時、準確地確定其狀態（可工作、不可工作或性能下降程度），并隔離其內部故障的一種設計特性[1]。良好的測試性設計可以縮短裝備的再次出動時間，提高裝備的戰備完好性、任務成功性和安全性，節省維修人力和其他保障資源，降低壽命周期費用，對于電子裝備而言尤其如此。在當前復雜的戰場環境形勢下，電子裝備的功能越來越先進，技術和結構越來越復雜，各種大型復雜電子系統不斷涌現，從而對裝備的測試和診斷提出了更高、更新和更嚴格的要求，同時也帶來了嚴重的測試、診斷和維修保障問題。電子裝備的測試性驗證問題日益突出，因此，測試性驗證與評價已逐漸地成為了電子裝備設計定型時必須開展且必須達標的一項重要工作。

1　測試性評價技術及其存在的問題

1.1測試性建模仿真

測試性建模仿真評價方法是采用相關性建模與仿真技術對電子裝備的測試性進行分析和評估，發現電子裝備測試性的薄弱環節，提出設計改進措施，并評價產品能否達到規定的測試性要求的方法。

北京航空航天大學的劉維罡等人在《航空航天器配電變換器測試性設計及其仿真研究》中提出了一種基于測試可控性設計以較低成本來實現板級電路故障的診斷的方案，給出了系統故障診斷邏輯判斷流程，并搭建了航空靜止變流器的仿真模型，驗證了該方案的可行性[2]。國防科技大學的劉海明等人在《多信號流圖的測試性建模與分析》中介紹了多信號流圖建模方法，并以某飛行器配電器為例，在TEAMS環境中運用多信號流圖進行建模分析，并對該產品的測試性進行了評價，結果表明，將多信號流圖測試性建模方法應用在產品的測試性設計中是可行的、并且是有效的[3]。以上研究表明，在電子設備研制階段開展的測試性建模仿真工作，主要用于產品的測試性設計，雖然也可以用于指標評價，但其模型中的很大一部分數據來源于以往的數據、專家經驗信息和分析數據，帶有較大的主觀性和不確定性，如果將這些數據用于指標評價，則得到的評價結果的準確度往往會較低。但是，測試性建模仿真評價技術的優點也是不容忽視的，即其可以在研制早期發現產品的測試性薄弱環節，及時地提出改進建議，從而提高產品的測試性設計水平。

1.2測試性驗證試驗

測試性驗證試驗評價技術是指在裝備設計定型、生產定型或有重大設計更改時，即在實驗室或實際使用環境下，對裝備注入一定數量的故障，用測試性設計規定的檢測方法進行故障檢測與隔離，估計裝備的測試性水平，并判斷其是否達到規定的測試性要求，從而決定接收或者拒收。這種試驗方法是以試驗數據來驗證裝備是否滿足測試性定量指標的要求的，是裝備研制階段非常重要的環節。

在電子裝備的實物樣機上開展的、基于故障注入方法的測試性驗證試驗技術，需要注入的故障為選取的故障模式，這些故障模式可以是元器件級，也可以是SRU級或LRU級[4]。該方法是驗證電子裝備測試性水平最有效的手段，但是，對于定型階段的裝備，由于封裝等造成的物理位置限制，造成一些故障位置是不可訪問的，限制了在物理故障注入位置上的可訪問性。并且從FMECA報告中隨機選擇的可更換單元的故障中大多是無法注入的或注入后會對裝備造成損傷，因此，評價結果的可信性也無法保證。

1.3測試性評估

測試性評估就是根據與裝備測試性有關的所有信息，包括試驗數據和先驗信息，利用概率統計方法來確定裝備的測試性指標（例如：FDR、FIR）量值[5]。評估結果的形式可以為點估計、置信下限估計和置信區間估計等。測試性評估可以在裝備研制的任一階段進行，既可以在研制階段進行測試性預計，也可以在定型和外場使用階段進行持續的評估。

在研制階段開展測試性評估，可以真實地反映裝備的測試性水平，但研制階段的樣本量通常無法滿足評估的需求；在使用階段開展測試性評估，主要目的是為了確認裝備在實際使用條件下的測試性水平，評價其是否滿足使用要求，但該方法存在信息收集周期長、數據量不可控和無法及時地為設計提供改進信息等缺點。

2　基于研制階段信息收集的測試性綜合驗證方法

2.1總體思路

研制階段應加強故障信息的收集，利用相關的故障信息，采用故障注入的方式，結合測試性建模仿真的信息，對產品的測試性進行綜合驗證，并做出測試性是否達到規定的指標要求的結論。

2.2測試性綜合驗證流程

測試性綜合驗證方法包括收集研制階段的信息、確定試驗樣本庫、選取故障流入方法并實施故障注入和進行測試性評估4個階段，其流程圖如圖1所示。具體的方法為：首先，收集產品研制階段的信息，將研制過程中發現的薄弱環節作為試驗驗證方向和重點；其次，根據所收集到的信息來確定試驗用故障樣本庫；然后，針對每個故障樣本選取合理可行的故障注入方法，并實施故障注入；最后，根據產品故障檢測和隔離的情況進行測試性指標的評估。

圖1　測試性綜合驗證方法

3　結束語

本文對裝備測試性的重要性進行了簡單的介紹，分析了測試性仿真、試驗驗證與評估等方法存在的一些問題，并在測試性建模仿真的基礎上，給出了測試性綜合驗證的方法、流程、信息來源和測試性指標評估的方法。可以看出，基于研制階段信息收集的測試性綜合驗證技術綜合地考慮了研制階段所有的有效信息，確認了合理的測試性試驗樣本量，能夠全面、有效地對產品的測試性指標進行評估。

參考文獻：

[1]石君友.測試性設計分析與驗證[M] .北京：國防工業出版社，2011.

[2]劉維罡，沈頌華.航空航天器配電變換器測試性設計及其仿真研究[J] .宇航學報，2007，28（6）：1747-1752.

[3]劉海明，易曉山.多信號流圖的測試性建模與分析[J] .中國測試技術，2007，33（1）：54-55，103.

[4]李天梅，邱靜，劉冠軍.測試性模擬故障注入試驗中的故障模型研究[J] .中國機械工程，2009，20（16）：1923-1927.

[5]王道震，邵家駿，王曉峰.基于HALT的測試性驗證方法研究[J] .電子產品可靠性與環境試驗，2010，28 （1）：14-18.

A Comprehensive Testability Verification Technology of Equipment

HAN Zhi-gang
（Equipment Development Office of Armt Aviation，Beijing 100107，China）

Abstract：Firstlt，the importance of testabilitt to electronic equipment is introduced. Next，the problems of the existing testabilitt evaluation methods are analtzed. And then，based on testabilitt modeling and simulation，a comprehensive testability verification method is proposed，which overcomes the disadvantages of the existing testabilitt evaluation methods and can comprehensivelt and effectivelt evaluate the testabilitt of product.

Key words：testabilitt，testabilitt modeling and simulation；testabilitt verification test；testabilitt evaluation；comprehensive verification

作者簡介：韓志鋼（1979-），男，江蘇通州人，總參陸航部裝備發展辦公室高級工程師，從事裝備立項論證和型號管理工作。

收稿日期：2015-12-03修回日期：2015-12-13

doi:10.3969/j.issn.1672-5468.2016.02.002

中圖分類號：TB 114.35

文獻標志碼：A

文章編號：1672-5468（2016）02-0007-03