通用測試技術助推測試系統快速設計

向超 /上海機電工程研究所

2018 年8 月26 日，習近平總書記對中國航天科技集團有限公司第七次工作會議作出重要批示，高度評價航天科技集團的發展成就，充分肯定了航天強國的建設戰略。為促進國家航天建設戰略的有效實施，航天科技集團第七次工作會議提出了“兩個世界一流”標準（建設世界一流航天企業集團、支撐世界一流軍隊建設）和“三高”目標（高質量保證成功、高效率完成任務、高效益推動航天強國和國防建設）。上海機電工程研究所始終以“三高”目標為導向，面向“促改革、保質量、謀發展”的要求主動再出發，全面重新梳理專業定位與發展目標，重構科研管理生產模式，集中提升專業核心競爭力，促進一流研究所的改革與發展。

一、明確總體目標，找準發展定位

新形勢下，裝備競標研制、競爭性采購已成為新常態，與傳統的“一個型號一套測試”的研發模式相比，探索實踐通用化測試技術的推進與應用必將大大節約研發資源投入，降低成本，縮短周期。“多任務并舉、高密度發射、大批量交付”的航天型號研發現狀，迫切需要依托專業化研發團隊和型譜化產品、技術的復用，提高質量與可靠性，降低系統研制風險，實現資源集約化。

測試與診斷專業承擔著上海航天技術研究院在研和預研型號航天裝備測試、遙測系統總體設計任務，具備各種航天裝備測試系統總體設計能力，是研究院航天裝備研制的核心技術能力。隨著產品復雜性和綜合程度日益增加，綜合測試與診斷系統逐步向測試、診斷、預測和維修一體化方向發展。研究所測試專業以突破遠程智能測試診斷技術為核心，重點深入開展產品測試性、型號具體測試、遙測方案和標準化測試診斷流程的研究，打造“型譜產品+型號”的設計模式，發布研究院武器測試系統型譜化設計標準，制定基于大數據分析的航天裝備綜合性能評價機制，降低了航天裝備產品的研制風險，為航天裝備跨越式發展助力。

二、發布產品型譜，規范設計流程

“十三五”初期，研究院的各型航天裝備綜合測試按型號獨立分線，相關設備為不同型號專門研制，設備不通用且測試操作、數據處理基本采用人工方式，操作程序復雜，對測試人員的技能要求高，現有能力難以支撐后續大批量生產任務。因此，研究所統籌規劃多型航天裝備測試系統軟硬件，采用1+

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的通用測試設計方法，即一個硬件資源系統通過通用接口與

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個專用測試適配器相連，每個適配器對應一個型號的測試狀態。該方法建立了通用化測試設備硬件平臺架構，支持柔性化軟件設計和配置，當測試任務變化時，僅通過更換測試適配器、測試電纜和配置對應的測試軟件就能完成測試工位的轉換。在此基礎上，根據各型號間的繼承關系和測試需求的相似度，綜合考慮將目前的型號測試系統劃分為A 型、B 型、C 型3個系列的型譜，發布《研究院航天裝備測試系統型譜規劃》，成功完成首個

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型通用測試設備樣機研制，通過軍方鑒定后已正式交付型號使用。后續，測試設備研制均以此為原理樣機開展工作，實現測試系統從論證、設計到生產的快速迭代和技術繼承最大化，研制效率提升40%以上，研究成果已成功應用于現有多型航天裝備在研和批生產測試設備的研制，將有力助推“十四五”期間研究院航天裝備生產線建設。

三、搭建通用架構，優化測試工藝

測試設備沿用1+

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的通用測試設備設計理念，選擇VPC9025作為通用接口。VPC9025 可以通過支架安裝到標準19 英寸機柜上，其接收器滿足嚴格的接口標準，并且支持先進的大規模互連需求，接收器具有更強的機械性能，包括更小的操作力和更輕的重量。VPC9025 的連接器模塊可以建立多種自定義接口，為整個測試系統提供理想的功能接口和系統測試應用接口。

多型通用航天裝備測試系統主要由3 個測試機柜和相關輔助設備組成，如圖1 所示。

圖1 多型通用測試設備硬件平臺架構圖

針對現有的各型號獨立建線、縱向管理的單線程生產模式，開展多型航天裝備綜合測試工藝流程優化技術和自動化測試技術研究，梳理、優化和合并多型航天裝備綜合測試過程中需要人工干預的測試步驟，將需要觀察的信號轉接到不同功能的標準模塊中，通過軟件編程實現自動化控制、測試、判別和顯示，提煉標準測試服務程序，各型號測試項目通過軟件編程控制來提高自動化測試程度，除部分特殊測試項目外，測試系統基本實現遠程控制、數據自動化采集和判讀；同時，開展測試項目集群化技術研究，在不改變型號測試方法和測試指標的前提下對相同激勵條件的測試項目進行并行測試，測試效率提升30%。

四、規范數據應用，探索數字轉型

對于航天裝備全生命周期數據管理存在散、亂、虛、雜的現象，2018 年研究所啟動了數字化專項工程，打通研究所與總裝廠間的數據鏈路，構建基于Linux的數據管理環境，并在此基礎上開展相關專業的數據分析，為航天裝備型號試驗、驗證提供有力的支撐，形成航天裝備綜合測試數據一體化管理模式。此外，補充和完善現場監控能力，完成遠程故障診斷平臺和群體會診系統建設，最終完成了航天裝備綜合測試大數據平臺的建設。

經過近3 年的實踐和應用，基本實現數據管理、查詢分析、遠程診斷等功能，研究所的型號副總師、總體研究室及各分系統專業設計師在工位上登錄平臺，可以開展相關數據分析工作，實現在研和批生產型號測試數據的“管、控、用、診”，逐步探索出一套“快速定性粗篩、精準定量細篩、異常問題定位”的航天裝備健康狀態評估業務流程，將聚類、主成分分析等人工智能算法融合到設計師業務分析流程中，在數據層面為型號設計和決策提供技術支撐。

五、設計制造一體化，總裝總體共發展

對標“兩個世界一流”標準，聚焦“三高”目標，深化落實研究院科研生產管理模式轉型，適應智能化、大數據等信息化產業迅猛發展的新形勢，滿足研制、批生產任務爆發式增長的迫切需要，需要強化總體和總裝一頭一尾的協作關系，建立常態化溝通機制。為此，研究所與總裝廠在總裝綜合測試方面深度開展專業建設、人才培養合作，共同探索符合新時代要求的“總體—總裝”一體化協同設計驗證流程，研究所正式啟動與總裝單位的人才交流活動。

與總裝廠深化合作，共同開展科研型號總裝測試和試驗保障工作。在所有競標、立項、在研（進入S 階段）的科研型號中全面落實現場測試操作人員AB 崗（研究所A 崗、總裝廠B 崗）常態化工作模式，緩解總體測試專業人員的壓力，切實提升總裝廠測試人員對型號測試流程的熟悉度和對產品故障的初步分析能力。與總裝廠開展測試專業建設交流和人才培養，建立研究院測試人員設計—集成—操作的梯隊化建設。總裝廠派駐5 ～6 名測試專業人員到研究所參與型號測試設計保障工作，研究所負責培養其對產品、測試設備基本的故障定位和分析能力，共同梳理硬件型譜化選用目錄。

在航天科技集團關于航天裝備 “通用化、系列化、模塊化”和研究院“技術產品化、產品產業化”發展思想的指引下，研究所以集成創新和核心專業建設為重點，聚焦“技術”和“產品”兩大要素，大力開展產品工程建設。在產品要素層面強化型譜的規劃與應用，著力牽引分系統快速生產能力，取得了以“航天裝備通用化測試技術”為代表的典型成果，為縮短型號研制周期、改善研制效益、提高質量與可靠性、加速技術創新發揮了重要作用。