民機照明成品件關鍵測試技術研究

范志成* 劉鵬寅

（上海飛機制造有限公司，上海201324）

0 引言

照明成品件作為民機照明系統的重要組成部分，在飛行安全、性能充分發揮、機組工作效能、乘坐舒適性等方面都起著至關重要的作用。隨著民機照明系統功能復雜化、設備多元化，必然對照明成品件的質量和可靠性提出更高的測試需求。目前針對民機照明成品件，僅能依靠供應商所提供的相關材料和外觀檢查作為質量保障依據，在總裝階段之前，缺乏對照明成品件暴露質量問題的能力。而國外諸如波音、空客等國際主流航空制造企業在民機照明成品件測試方面都具備有成熟的技術，其測試效率高、功能全、準確性好，可對各類成品件進行測試。因此從民機照明成品件質量控制、照明系統裝配效率及保障飛行安全的角度出發，開展民機照明成品件關鍵測試技術研究，對于民機成品件的質量控制和系統裝配質量具有重要意義。

1 民機照明成品件

照明成品件主要為各照明子系統（按照功能可分成駕駛艙照明、客艙照明、貨艙與服務區照明、外部照明和應急照明五個子系統）提供照明，確保照明系統發揮其各項功能。照明成品件出現任何微小的差錯都可能對民機安全、運行、維護、舒適等方面造成重大影響，其按類別可劃分為照明燈具、照明控制板及照明電源等成品件，如圖1所示。

圖1 某型民機照明成品件構成圖

1）照明燈具成品件，包括航行燈、著陸燈、頻閃燈、滑行燈、防撞燈、轉彎燈、探冰燈等，各成品件發揮各自獨特作用，并相互搭配實現各種功能。

2）照明電源成品件，用于為機上各類燈具提供能源，依據功能不同主要可分為照明控制電源和照明電源盒。據現場故障拒收報告及航線運營反饋結果顯示，照明燈具的疑似功能故障很大程度上源于其對應照明電源成品件的可靠性問題。

3）照明控制板成品件，用于實現區域照明、亮度調節及對按壓開關和信號器的指示功能等控制功能，如中央操縱臺調光控制板可對駕駛艙控制板的亮度進行調節；外部和應急照明系統控制板通過按壓開關實現對著陸燈、防撞燈、位置燈、頻閃燈、應急燈、滑行燈等燈具的控制。

2 民機照明成品件關鍵測試技術

隨著民機批產和交付運營，對照明成品件的部件級測試需求更為迫切，相應地對照明成品件測試系統也提出了更高的技術要求。而照明成品件關鍵測試技術是以虛擬儀器、工裝適配、故障診斷等多種相關技術為核心，以覆蓋多類別照明成品件ATP（Acceptance Test Procedure）測試需求為目標的一體化測試技術，既可滿足成品件的入廠驗收，又具備對總裝現場照明系統功能試驗中出現各類成品件故障進行快速定位的能力，以提高民機照明系統裝配質量和效率。

照明成品件綜合測試系統總體框架如圖2所示，該測試系統主要由硬件平臺、測試適配器、測試程序、軟件平臺組成，系統以成熟的測控計算機為核心，并根據測試需求選取成熟的貨架產品作為硬件資源，通過加載測試設備UUT（Unit Under Test）對應的測試程序集TPS（Test Program Set）協調調用各類硬件測試資源，完成UUT電氣測試、功能測試、故障診斷等工作，同時具備測試程序二次開發、原位校準等功能。

圖2 照明成品件綜合測試系統總體框架圖

2.1 主要技術特點

1）ATP覆蓋率高

目前國內檢測以目視檢查為主，ATP覆蓋率低，即以供應商提供的技術資料及目視成品件表面是否有凹陷、劃痕或殘缺等作為入廠驗收的判斷依據，而照明成品件關鍵測試技術在現有測試內容基礎上，添加對關鍵參數、關鍵功能等的部件級測試環節，以高效、全面的暴露成品件裝機前的潛在質量問題。

2）集成度高

照明成品件關鍵測試技術將不同機型、不同類型、不同型號照明成品件測試資源集成到一個關鍵測試系統中，可完全滿足對多種照明成品件部件級測試需求。相對于傳統照明成品件測試、維護等過程的測試方法，照明成品件關鍵測試技術針對不同照明成品件無需配置相應的檢測設備，具有研發成本低、無需重復建設、測試效率高等優勢。

3）可擴展性

不同的測試對象需要調用的測試資源不盡相同，因此要求照明成品件關鍵測試系統具備一定的可擴展性，通過增加新的測試設備、測試工裝、測試程序等以滿足新增成品件、新增功能、新增要求的測試需求，同時系統擴展后不會對其他已有照明成品件的部件級測試能力造成影響。

2.2 測試項目分析

盡管照明成品件種類繁多，功能各異，但從覆蓋照明成品件ATP測試需求角度出發，通過對民機照明成品件技術資料的分析和研究，可以將照明成品件的測試項目劃分為電氣測試及功能測試兩方面測試項目。其中，電氣測試的測試需求和方法基本一致；而依據不同類照明成品件ATP要求，其功能測試部分存在差異。

2.2.1 電氣測試

民機照明成品件作為照明系統關鍵部件，其性能好壞很大程度取決于其電氣特性（主要指ATP中涉及的電搭接、絕緣性、抗電強度等特性）。

1）電搭接測試：通過對照明成品件ATP規定的金屬點間電阻進行測試，以確保成品件性能并抑制電磁干擾等。

2）絕緣性測試：絕緣體可以抑制電流通過，但施加高壓后，會有少許泄漏電流流經絕緣體的表面和內部。所以可通過對照明成品件ATP規定的金屬點間施加一定時間（譬如1min）、一定直流電壓（如500VDC），測試流經金屬點的泄漏電流對應的電阻（即絕緣電阻），以保證成品件的用電安全。

3）抗電強度測試：按照照明成品件ATP要求，將成品件兩個金屬點連接的引出端與成品件外殼施壓一定的交流電壓（如1 500V/50Hz），檢測其電壓承受能力，有時也把抗電強度稱為絕緣耐壓。

2.2.2 功能測試

照明成品件電氣特性測試完成后，需進行后續的功能測試，以覆蓋ATP要求。成品件的類別不同，需完成的功能測試也不盡相同，某型飛機部分照明成品件主要功能測試項目如表1所示。

1）對于照明燈具成品件，主要涉及輸入電流、輸出電壓、頻閃、LED功能、點亮等功能測試；

2）對于照明電源成品件，主要涉及輸入電流、輸出電壓、頻閃、亮度、點亮、控制邏輯、充放電等功能測試；

3）對于照明控制板成品件，主要涉及開關、按鍵、旋鈕、亮度等功能測試。

表1 部分照明成品件功能測試項目分析表

2.3 關鍵技術

通過測試項目分析，為覆蓋上述照明成品件測試需求，照明成品件綜合測試系統應具備以下關鍵測試技術。

1）虛擬儀器的測試資源調度管理技術

針對民機照明成品件ATP測試需求，利用虛擬儀器的測試資源調度管理技術，開發面向照明成品件電氣測試、功能測試的測試程序集TPS（含接口適配器、測試軟件、測試流程規范等）。通過加載相應的TPS，可以方便測試系統高效調用各類硬件資源，實現對UUT的自動測試，完成ATP測試流程，以滿足照明成品件的可測試性、可兼容性的應用需求。目前國外此類技術已經成熟，且普遍應用于航空電子、電氣設備保障中。

2）原位校準技術

測試系統配置有大量的儀器、板卡等硬件資源，為保證測試系統性能，必須對相關設備進行周期校準。利用原位校準技術，不拆卸設備即可實現設備的校準，不僅可以降低因設備拆卸對整個測試系統使用的影響、消除信號導線不同帶來的微小誤差，同時也大大減小因設備拆裝、送檢等消耗的時間、人力成本。

3）故障自診斷技術

基于人工智能的設備故障自診斷技術，可實現測試系統在線實時故障診斷和報警，離線形成故障報表等。在測試過程中，系統會實時監控測試數據，通過對正常、故障和可疑數據進行辨識和分析，完成故障定位，并通過人機界面內置的參數、經驗、故障案例等信息，為相關測試人員提供應對排故措施。

4）通用工裝適配技術

通用工裝適配技術包含硬件工裝適配技術和軟件工裝適配技術兩部分。從照明成品件的結構特點及接口特性的角度出發，應用硬件工裝適配技術，形成一套通用硬件適配工裝；針對各類照明成品件的功能特點并結合軟件工裝適配技術，編制相應適配測試軟件，最終實現一個臺體適配多類照明成品件的測試需求。

3 民機生產測試領域中的應用

隨著民機照明系統及相關系統數字化、集成化、智能化的程度越來越高，民機性能在得到極大提升的同時，為保障照明系統裝配及地面功能試驗等，對成品件測試提出了更為嚴峻的挑戰。目前國內民機照明成品件主要依賴國外進口，國外成品件供應商通過技術封鎖（如不提供成品件測試維修授權、以遠超行業標準價格出售成品件集成測試設備、故障件國外返修、不提供相關技術文件或文件中涉及的關鍵測試步驟模糊化等）遏制民機發展，尤其是成品件測試技術的發展，目前國內民機制造企業尚未形成照明成品件關鍵測試能力。為解決上述問題，亟需對照明成品件關鍵測試技術開展深入研究并建立相應的關鍵測試能力。結合國內民機研制和生產的實際情況，照明成品件關鍵測試技術主要應用于以下場合：

1）在成品件入廠接收驗收階段：針對功能問題頻發的照明成品件的外觀符合性、電氣特性、功能特性、準確度等級等進行檢查和測試，驗證其是否滿足供應商提供的被設計確認的功能及性能參數要求，對于測試結果不滿足關鍵測試要求的故障件，第一時間反饋質量問題，牢牢掌握成品件入廠驗收的主動權。

2）在民機總裝地面功能試驗階段：針對民機照明系統主要成品件安裝調試過程中的不可預估損壞進行評估和故障隔離，并對疑似出現問題的照明成品件進行部件級快速檢測和故障確認，以提升照明系統及相關系統的調試和排故效率，確保照明系統的裝配質量。

3）在民機運營維護階段：在航線維護、內廠維護過程中，對照明成品件進行故障定位診斷及維修后成品件功能及性能的驗證工作，輔助一線人員高效排故作業，并為各類照明成品件提供部件級定檢、排故、維護的解決方案，同時所獲取的測試信息也可為照明成品件測試裝備優化和照明成品件國產化提供重要技術參考。

4 結論

民機制造業一直都是一個高門檻、高技術含量、高產值的產業。為滿足民機批產及運營維護等對成品件測試的迫切需要，民機照明成品件關鍵測試技術的應用前景和潛力必然更為突出。本文希望能夠引起更多民機產業工作者關注照明成品件關鍵測試技術及相關系統成品件測試技術，推動其健康、高速發展，為民機制造業的發展保駕護航。