機電設備的檢測性驗證方法初探

袁永春

（身份證號：1302231978****2318）

一、機電設備測試性驗證概念

機電設備一般指應用了機械、電子技術生產和生活中所需要的機械、裝置和設施等物質資料，在當前的機電設備中常見的為機械設備。機電設備種類繁多，根據機電設備的用途可以將其分為以下三大類，產業類機電設備、信息類機電設備和民生類機電設備。

（一）機電設備測試性驗證流程

常見的機電設備測試性驗證主要包括對自然故障的檢驗法和對故障注入試驗的檢驗法。上述兩種主要是通過直接或間接對機電設備性能測試，觀察其故障檢測及隔離信息，對機電進行評價。

（二）自然故障

故障檢驗法通過直接對機電產品在使用過程中可能出現的故障進行判斷，對其進行故障隔離和分析。在該過程中，相關人員要對機電設備產品信息進行準確收集，對產品檢驗性質進行準確定位，確保高質量、高效益地對機電產品性能進行評測。

（三）故障注入試驗法 故障注入試驗法主要是將一定的故障模式應用到試驗過程中，對產品的相關性能盡心那個檢測。通過注入的故障情景，觀察機電設備是否符合相關要求。在該過程中，操作人員要嚴格把握以下三方面內容。

1.對故障樣本進行隨機抽取和分配，確保樣本具有代表性意義，整體研究符合故障分析標準。

2.根據設備工作信息和環境注入故障情景，確保故障情景試驗對設備檢驗具有一定的實際操作意義，提高檢驗效果。

3.對接受或拒收判斷依據進行準確制定，確保對機電設備進行有效選取，提高機電工程質量。主要操作過程如下：根據機電設備性質對測試性驗證進行設計，明確具體驗證項目。在實際操作過程中，常見的指標參數為故障隔離率（FIR）、虛警率（FAR）、故障檢測率（FDR），通過對上述指標進行驗證，觀察指標要求是否符合當前的要求和定義。

二、主要數學模型表示為：

（一）FDR=ND/D*100% （其中 ND 為常規條件下使用標準方法檢驗出的正確故障數；N 為發生故障的產品總數。）

（二）FIR=NL/ND*100% （其中 NL 為常規條件狹隘用正確方法隔離得到的不大于 L 個單元的故障數；ND 為在規定條件下檢測得到的準確故障數。）

（三）在進行操作的過程中，設計人員要結合維修性和可靠性進行驗證性試驗及性能試驗檢測，有效選擇性能試驗檢測方法。要對其可能造成故障的條件進行深刻分析，觀察故障模式的影響和危害性，確保從本質上利用測試性驗證方法對其進行分析，減少測試性驗證的工作量。測試性驗證的過程中可以采取二項分布法、多項分布法、正態分布法等進行定制，實現驗證前計算、驗證后分析，完成對選取樣本的獨立檢驗，觀察檢驗效果。

（四）設計人員要根據機電設備性質進行驗證方法計劃，對驗證小組進行規劃和分組，實現整體的故障模式選取，對驗證性綜合數據進行分析，記錄故障數據。對測試性驗證技術進行準備，確定參試樣機。實施故障注入性檢驗，觀察故障注入操作過程和操作細節，對機電設備進行數據采集、填寫。操作過程中要嚴格遵守相關規則。例如故障檢驗不可對設備造成破壞、要具有高效的可住入性和實際效益；故障檢驗注入操作簡單，效果明顯，可實用性較強。

（五）測試性驗證結果進行審定。觀察測試結果，如果結果符合機電設備測試要求則完成設備測試性驗證報告；如果結果不符合機電設備測試要求則對設備進行返修，重新進行測試性驗證直至最后符合要求，完成設備測試性驗證報告。

三、測試性驗證技術措施

（一）樣本分配與選取

在對故障樣本進行分配和選取的過程中，要對被測試性對象進行集中，實現整體抽樣檢測，確保檢測樣本具有普遍性和實際操作意義。樣本分配中要增加樣本的覆蓋率，基于故障率樣本量進行方案分配，確保樣本的真實性。要基于故障率分配后采用隨機抽樣對樣本進行選取。要基于故障單元實現模塊化，完成對故障影響相對比值的分析和處理。

（二）故障注入方法

在進行故障注入的過程中，主要實現對故障的軟件模擬、物理模擬。軟件模擬依賴系統數學模型進行數據處理，這種方法時效性較差，整體可信度較低。物理模擬主要是在實際的系統上加入故障激勵，實現軟件注入和物理注入，將相關的寄存數據整體注入故障項目中，實現重離子擊穿法、電源擾動法及管腳級注入法等，提高故障注入效果。

在對串聯機構進行注入的過程中，實施故障注入的效果并不理想。經過實際操作研究相關人員發現采用后驅動技術效果較為顯著。通過后驅動技術實現對基本機構的串聯，確保障礙按照特定運動規律完成復雜的運動軌跡，實現輸出級的緊密相連。注入過程中，要將器件從管腳處進行輸入，對瞬間最大電流進行灌入或拉出，確保電位按照一定的要求和規律變化，實現對機電設備的測試性驗證激勵。

（三）測試性驗證實際檢驗

在完成所有的測試性驗證設計操作后，設計人員要將測試性驗證進行實際檢驗，對設備機器進行流程指導和關鍵技術檢測，觀察設計的整體使用小狗。通過使用故障影響相對比值樣本的分配方案對故障注入目標進行統計，記錄每一次的檢驗數據，對設計好的測試性試驗檢驗綜合數據表進行填寫。

四、總結

在進行機電設備的測試性試驗過程中，設計人員要嚴格按照測試性驗證方法和步驟，對整體驗證結果進行分析，觀察總體驗證效果。在對試驗技術進行設計時，要對故障性驗證分析進行合理運用、有效選取測試性試驗樣本、準確記錄機電設備測試性驗證數據表，對測試性驗證操作不斷發展和完善，從本質上提高我國的機電設備驗證效果。