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航空装备测试性设计技术

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【摘要】:
概述  测试性(Testability),也称为可测试性,是表达产品的测试方便与否的一种特性。测试性有别于测试,测试是指对产品按照规定的程序确定一种或多种特性的技术操作。为满足产品研制和使用过程中对测试的要求,提出了产品测试性的概念。国军标《装备测试性大纲》(GJB2547-1995)对测试性的定义是:产品能及时、准确地确定其状态(可工作、不可工作或性能降低)并隔离其内部故障的一种设计特性。   

概述

  测试性(Testability),也称为可测试性,是表达产品的测试方便与否的一种特性。测试性有别于测试,测试是指对产品按照规定的程序确定一种或多种特性的技术操作。为满足产品研制和使用过程中对测试的要求,提出了产品测试性的概念。国军标《装备测试性大纲》(GJB 2547-1995)对测试性的定义是:产品能及时、准确地确定其状态(可工作、不可工作或性能降低)并隔离其内部故障的一种设计特性。

 

  测试性起源于人们对测试在产品设计、制造和使用中重要性的认识。测试影响着产品的开发、制造成本和投入市场的时间,也影响着产品的使用成本。与产品的功能性设计和制造比,测试的难度和时间花费要大得多。据统计,产品测试的费用约占产品本身成本的30%,而产品开发成本中,有40%到50%是用于测试。测试性是系统和设备的一种便于测试和诊断的重要设计特性,是设计赋予产品的一种固有属性。测试性对现代武器装备及各种复杂系统特别是对电子系统和设备的维修性、可靠性和可用性有很大影响。具有良好测试性的系统和设备,可以及时、快速地检测和隔离故障,提高执行任务的可靠性与安全性,降低系统使用保障费用。

 

  测试性设计定义为在产品设计过程中,针对故障检测与隔离而设计的测试方法。设计人员在产品的设计过程中,为了调试方便或测试方便,自觉不自觉地已经加入了一些测试性设计(Design for Testability,简称DFT)。比如,很多设备上都设计了指示灯,而这种设计是与设备的功能、性能要求无关的,就是为了调试、测试方便,根据指示灯很直观地对设备工作状态进行初步判断。测试性与产品的功能和特性组成及结构设计密不可分,测试性设计必须与产品功能/性能设计同时开展。

航空装备测试性设计是指在航空装备设计过程中,针对故障检测与隔离而设计的测试方法。为行文方便,本章节除非特别说明,书中提到的测试性设计均指航空装备测试性设计。测试性设计的主要内容包括设备的内部与外部测试均衡及设备内部的诊断与功能之间均衡。测试性设计是为了提高产品自诊断和外部诊断能力,从而能方便有效地确定产品状态和隔离故障。

 

  测试性分析定义为通过计算或模型分析得出测试性指标的过程。测试性指标一般用故障检测率(fault detection rate,简称FDR)、故障隔离率(fault isolation rate,简称FIR)和虚警率(false alarm rate,简称FAR)等作为定量的表示。

 

  测试性验证定义为用测试性设计规定的测试方法进行故障检测与隔离,按其结果来估计产品的测试性水平,并判断是否达到了规定要求,决定接收或拒收的演示试验过程,具体实施方法包括实物验证和虚拟验证两种。根据用户需求、设备类型及特点等因素的不同,既可以选择其中一种方法,也可以采用两种方法结合的方式。

 

基本原理

按照测试性工作的开展过程,测试性技术可以分为测试性设计技术、测试性分析技术和测试性验证技术,如图1所示。

 

 

图1 测试性技术框架

 

  随着测试性技术的不断发展,其与综合诊断技术、预测与健康管理(PHM)技术的有效结合已经成为测试性技术重要发展方向。测试性技术水平的不断提高,对于提高装备故障诊断、预测和健康管理能力具有重要作用。

 

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