装备测试性综合验证技术研究

韩志钢

（总参陆航部装备发展办公室，北京　100107）



装备测试性综合验证技术研究

韩志钢

（总参陆航部装备发展办公室，北京100107）

摘要：介绍了测试性对于电子装备的重要性，分析了目前已有的测试性评价方法存在的问题，并在测试性建模仿真的基础上，提出了一种测试性综合验证方法，该方法克服了目前已有的测试性评价方法的缺陷，能够全面、有效地对产品的测试性水平进行评估。

关键词：测试性；测试性建模仿真；测试性验证试验；测试性评估；综合验证

0　引言

测试性作为电子装备的一种设计特性，具有与可靠性、维修性、保障性和安全性同等重要的地位。GJB 2547A—2012《装备测试性工作通用要求》对测试性的定义为：产品能及时、准确地确定其状态（可工作、不可工作或性能下降程度），并隔离其内部故障的一种设计特性[1]。良好的测试性设计可以缩短装备的再次出动时间，提高装备的战备完好性、任务成功性和安全性，节省维修人力和其他保障资源，降低寿命周期费用，对于电子装备而言尤其如此。在当前复杂的战场环境形势下，电子装备的功能越来越先进，技术和结构越来越复杂，各种大型复杂电子系统不断涌现，从而对装备的测试和诊断提出了更高、更新和更严格的要求，同时也带来了严重的测试、诊断和维修保障问题。电子装备的测试性验证问题日益突出，因此，测试性验证与评价已逐渐地成为了电子装备设计定型时必须开展且必须达标的一项重要工作。

1　测试性评价技术及其存在的问题

1.1测试性建模仿真

测试性建模仿真评价方法是采用相关性建模与仿真技术对电子装备的测试性进行分析和评估，发现电子装备测试性的薄弱环节，提出设计改进措施，并评价产品能否达到规定的测试性要求的方法。

北京航空航天大学的刘维罡等人在《航空航天器配电变换器测试性设计及其仿真研究》中提出了一种基于测试可控性设计以较低成本来实现板级电路故障的诊断的方案，给出了系统故障诊断逻辑判断流程，并搭建了航空静止变流器的仿真模型，验证了该方案的可行性[2]。国防科技大学的刘海明等人在《多信号流图的测试性建模与分析》中介绍了多信号流图建模方法，并以某飞行器配电器为例，在TEAMS环境中运用多信号流图进行建模分析，并对该产品的测试性进行了评价，结果表明，将多信号流图测试性建模方法应用在产品的测试性设计中是可行的、并且是有效的[3]。以上研究表明，在电子设备研制阶段开展的测试性建模仿真工作，主要用于产品的测试性设计，虽然也可以用于指标评价，但其模型中的很大一部分数据来源于以往的数据、专家经验信息和分析数据，带有较大的主观性和不确定性，如果将这些数据用于指标评价，则得到的评价结果的准确度往往会较低。但是，测试性建模仿真评价技术的优点也是不容忽视的，即其可以在研制早期发现产品的测试性薄弱环节，及时地提出改进建议，从而提高产品的测试性设计水平。

1.2测试性验证试验

测试性验证试验评价技术是指在装备设计定型、生产定型或有重大设计更改时，即在实验室或实际使用环境下，对装备注入一定数量的故障，用测试性设计规定的检测方法进行故障检测与隔离，估计装备的测试性水平，并判断其是否达到规定的测试性要求，从而决定接收或者拒收。这种试验方法是以试验数据来验证装备是否满足测试性定量指标的要求的，是装备研制阶段非常重要的环节。

在电子装备的实物样机上开展的、基于故障注入方法的测试性验证试验技术，需要注入的故障为选取的故障模式，这些故障模式可以是元器件级，也可以是SRU级或LRU级[4]。该方法是验证电子装备测试性水平最有效的手段，但是，对于定型阶段的装备，由于封装等造成的物理位置限制，造成一些故障位置是不可访问的，限制了在物理故障注入位置上的可访问性。并且从FMECA报告中随机选择的可更换单元的故障中大多是无法注入的或注入后会对装备造成损伤，因此，评价结果的可信性也无法保证。

1.3测试性评估

测试性评估就是根据与装备测试性有关的所有信息，包括试验数据和先验信息，利用概率统计方法来确定装备的测试性指标（例如：FDR、FIR）量值[5]。评估结果的形式可以为点估计、置信下限估计和置信区间估计等。测试性评估可以在装备研制的任一阶段进行，既可以在研制阶段进行测试性预计，也可以在定型和外场使用阶段进行持续的评估。

在研制阶段开展测试性评估，可以真实地反映装备的测试性水平，但研制阶段的样本量通常无法满足评估的需求；在使用阶段开展测试性评估，主要目的是为了确认装备在实际使用条件下的测试性水平，评价其是否满足使用要求，但该方法存在信息收集周期长、数据量不可控和无法及时地为设计提供改进信息等缺点。

2　基于研制阶段信息收集的测试性综合验证方法

2.1总体思路

研制阶段应加强故障信息的收集，利用相关的故障信息，采用故障注入的方式，结合测试性建模仿真的信息，对产品的测试性进行综合验证，并做出测试性是否达到规定的指标要求的结论。

2.2测试性综合验证流程

测试性综合验证方法包括收集研制阶段的信息、确定试验样本库、选取故障流入方法并实施故障注入和进行测试性评估4个阶段，其流程图如图1所示。具体的方法为：首先，收集产品研制阶段的信息，将研制过程中发现的薄弱环节作为试验验证方向和重点；其次，根据所收集到的信息来确定试验用故障样本库；然后，针对每个故障样本选取合理可行的故障注入方法，并实施故障注入；最后，根据产品故障检测和隔离的情况进行测试性指标的评估。

图1　测试性综合验证方法

3　结束语

本文对装备测试性的重要性进行了简单的介绍，分析了测试性仿真、试验验证与评估等方法存在的一些问题，并在测试性建模仿真的基础上，给出了测试性综合验证的方法、流程、信息来源和测试性指标评估的方法。可以看出，基于研制阶段信息收集的测试性综合验证技术综合地考虑了研制阶段所有的有效信息，确认了合理的测试性试验样本量，能够全面、有效地对产品的测试性指标进行评估。

参考文献：

[1]石君友.测试性设计分析与验证[M] .北京：国防工业出版社，2011.

[2]刘维罡，沈颂华.航空航天器配电变换器测试性设计及其仿真研究[J] .宇航学报，2007，28（6）：1747-1752.

[3]刘海明，易晓山.多信号流图的测试性建模与分析[J] .中国测试技术，2007，33（1）：54-55，103.

[4]李天梅，邱静，刘冠军.测试性模拟故障注入试验中的故障模型研究[J] .中国机械工程，2009，20（16）：1923-1927.

[5]王道震，邵家骏，王晓峰.基于HALT的测试性验证方法研究[J] .电子产品可靠性与环境试验，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

作者简介：韩志钢（1979-），男，江苏通州人，总参陆航部装备发展办公室高级工程师，从事装备立项论证和型号管理工作。

收稿日期：2015-12-03修回日期：2015-12-13

doi:10.3969/j.issn.1672-5468.2016.02.002

中图分类号：TB 114.35

文献标志码：A

文章编号：1672-5468（2016）02-0007-03