測試性建模技術在某型裝備上應用的意義

邱志剛 李廣友

摘 要：本論文以某型裝備液壓助力系統為研究對象，提出一種基于功率流圖模型的液壓助力系統測試性建模與分析方法。解決現有基于模型的測試性設計方法存在的故障模式描述不規范，故障傳播路徑分析主要依靠經驗，故障與被測參數、測試與被測參數間的關系較難建立、模型與實際系統偏差較大等導致測試性分析效率低、分析結果與實際偏差較大、應用范圍受限等問題。通過以行星轉向機操縱液壓助力裝置和主離合器操縱液壓助力裝置為代表的機液操縱系統測試性建模技術，為復雜裝備機液系統傳感器優化配置、測試性增長以及故障檢測與隔離提供新技術、新方法。

關鍵詞：液壓助力系統；功率流圖；測試性設計

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.11.198

1 前言

某型裝備液壓助力系統在進一步增強裝備的機動性和長久的戰斗力、改善駕駛員的作業條件方面起到了很大的作用，使得操作更為靈便輕巧、高效靈活，但這也使其技術和構造越來越繁雜，因此對液壓助力系統進行準確而可靠的測試與診斷越來越重要。將測試性要求納入到液壓助力系統檢測過程中，在降低測試成本的同時，提高液壓助力系統性能監測和故障檢測的效率，大大減少了維修所需時間、增強了液壓助力系統的可使用性。

2 我國測試性的發展概述

測試性是指裝備能及時、準確地確定其狀態（可工作、不可工作或性能下降），并隔離其內部故障的一種設計特性。裝備“五性”主要內容之一就是測試性，旨在實現裝備測試與診斷能力的優生和優育的總體化，是從根本上提高裝備測試與診斷水平的技術途徑。

我國測試性建模技術的研究發展情況：

在測試性技術發展的初期，由于技術和認識上的限制，在設計過程中重視功能、輕視測試和診斷，僅僅把測試性當做改善系統設計的一種方法，通常在系統設計結束或后期加以測試性的增補或修改，很少在設計的整個過程中考慮系統設計、維護和保障等一些相關要求，使測試性設計經常達不到理想中的效果，設計返工率和虛警率偏高，因此對系統保障和維護的支持能力有限，容易使研究者對其失去信心。

1990年以后，人們提出了并行工程的概念和并廣泛應用，人們開始從綜合診斷的視角，以并行工程的角度對測試性設計進行重新審視，逐步認識到測試性設計本質上是系統并行工程和系統設計的一個重要構成元素。測試性設計應突破產品傳統串行開發模式堵在設計、制造和維護之間的“高墻”，讓設計-制造-維護一體化的策略得到實現，這樣才能完全解決“故障”帶來的麻煩。

在我國測試性設計技術的研究從80年代后期開始被重視。目前，只有部分裝備局部進行了測試性設計工作。而對于大多數裝備而言，測試性設計還遠沒有成為普遍的設計準則。可以想象，如果這些裝備將來走向戰場，測試性差、難以維修保障的問題將成為制約其效能發揮的重要因素。

面向并行工程的測試性設計技術為改善這一狀況開辟了新途徑，它使我們不必重蹈國外在裝備維修保障上的覆轍，而直接在一定高度的技術起點上切實改善裝備的測試性和維護保障能力，并具備下面幾點顯著優點：

一是顯著降低裝備全系統全壽命周期的費用；二是由于在產品設計階段就認真考慮了產品的可測試性問題，使裝備地面外部測試和內置測試做到合理分工和有機結合，可大大提高排除故障的能力和效率，縮短裝備再次投入戰斗或訓練的準備時間；三是測試設備硬件和軟件做到通用化、垂直化、標準化，確保裝備研制過程測試與各級使用維護診斷測試手段和信息的一致化；四是改變維修體制，減少了保障費用。

3 測試性建模技術在某型裝備上應用的意義

液壓助力系統是某型裝備操縱系統的重要組成部分，決定著裝備機動性能好壞，故障診斷和性能檢測是其技術保障的核心。當前裝備液壓助力系統以液力機械綜合傳動為主，雖然主離合器、行星轉向機操縱液壓助力裝置的助力性能滿足了我軍作戰使用要求，但其在可靠性、維修性、測試性程度等方面還存在諸多問題，究其原因是多方面的，但分析手段和方法的過時無疑是一個重要因素。 且出現報警后主要通過修理人員參照故障原因列表人為分析查找故障原因，帶來的直接后果是：效率低、故障檢測與隔離不精確、維修費用高、測試與診斷時間長，造成維修保障資源的浪費和裝備全壽命周期費用的增長。某型裝備液壓系統在參加“裝備兩項--2014”競賽集訓階段過程中累計出現故障20次，給裝備的使用、檢測、維修等帶來極大的挑戰。

某型裝備液壓助力系統作為本課題的主要研究對象，重點研究液壓助力系統的測試性建模，為裝備液壓助力系統的檢測維修探索理論基礎。進行測試性設計，不僅能夠明顯減少產品壽命周期的費用，而且可以大大縮短裝備維修時間，提高故障檢測率。

深入研究裝備測試性建模與分析技術對軍事需求的意義體現主要在以下幾個方面：

一是長期以來，我軍對裝備的測試性工作重視程度不夠。理論研究多，應用研究少，尤其是在陸軍裝備研制上。

二是新一輪裝備可靠性增長與測試性改進工作即將展開，對測試性建模與分析方法的新成果需求顯著增強。部隊使用單位關注的裝備關鍵部件主動維護、視情維修等狀態信息遠遠不足，這就涉及到對主戰裝備關鍵部件，尤其是行星轉向機和主離合器操縱液壓助力裝置，開展測試性建模與分析等方面的研究工作，以達到準確適宜地確定狀態監測參數。

三是液壓助力系統的廣泛應用對傳統測試性建模分析理論與技術提出了新的挑戰。傳統主要針對電系統（基于“0”和“1”的二值系統）的測試性建模分析理論與實踐已不能滿足機械液壓系統的測試性分析需求。

因此，面向并行工程的測試性設計技術是一項適合我國國情的科學技術，對其進行切實深入的研究，并突破其中的關鍵技術，對提高我軍裝備的測試性水平具有非常重要的戰略意義。

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作者簡介：邱志剛（1993-），男，山東諸城人，學士，助理工程師，研究方向：新型裝甲裝備工程。