一、測試性是可靠性系統(tǒng)工程的重要一環(huán)可靠性系統(tǒng)工程是研究產(chǎn)品全壽命過程中同產(chǎn)品故障作斗爭的工程技術(shù)。

從可靠性工程的發(fā)展過程,可以看出客觀現(xiàn)實(shí)條件的變化,如:設(shè)備日趨復(fù)雜、使用運(yùn)行環(huán)境日益嚴(yán)酷、財(cái)力與人力資源受到嚴(yán)格限制、可靠性技術(shù)不斷發(fā)展等,導(dǎo)致人們?cè)谟^念上產(chǎn)生了變化,從單純地追求某些技術(shù)性能目標(biāo),轉(zhuǎn)向追求以壽命周期費(fèi)用體現(xiàn)出來的綜合目標(biāo),轉(zhuǎn)向要求系統(tǒng)的效能和費(fèi)用間求得合理的平衡。

系統(tǒng)工程,貫穿產(chǎn)品研制的全過程,包括管理與控制、設(shè)計(jì)與分析、驗(yàn)證與評(píng)價(jià)等一系列的工程技術(shù)與管理活動(dòng)。GJB2547A中規(guī)定測試性工作項(xiàng)目如下:

二、測試性技術(shù)的發(fā)展及主要作用1、測試性的提出及發(fā)展

2、主要作用1)重要的設(shè)計(jì)特性:是構(gòu)成武器裝備質(zhì)量特性的重要組成部分。與可靠性、維修性、保障性同等重要,當(dāng)提高裝備可靠性難度較大或費(fèi)用過高時(shí),可通過提高測試性實(shí)現(xiàn)任務(wù)成功性和安全性要求。2)提升裝備使用效能:通過良好的測試性設(shè)計(jì),可以提高裝備的戰(zhàn)備完好性,通過縮短裝備的故障診斷和維修時(shí)間,提高可用度從而提升裝備使用效能。及時(shí)地發(fā)現(xiàn)故障(趨勢),有利于采取有效的措施(維修策略確定),優(yōu)化維修計(jì)劃;故障診斷隔離、定位有效,可以節(jié)省工時(shí)。F-35采用PHM技術(shù)建立了自主保障系統(tǒng),預(yù)計(jì)維修人力可以減少20～40%,保障規(guī)模縮小50%,而出動(dòng)架次率提高25%。

3)節(jié)省壽命周期費(fèi)用:可大大減少使用與保障階段的費(fèi)用。美國國防部統(tǒng)計(jì),論證和研制階段維修性、測試性工作多投入1美元,LCC能夠節(jié)省50～100美元。美國海軍對(duì)F/A-18、F-14、A-6E和S-3A四種海軍主要飛機(jī)的200余項(xiàng)關(guān)鍵部件測試性改進(jìn)使得使用和維修費(fèi)用減少30%;據(jù)統(tǒng)計(jì),在研制初期充分開展測試性設(shè)計(jì),則可降低全壽命周期費(fèi)用的10%-20%。

三、基本概念1、測試性定義:產(chǎn)品能及時(shí)、準(zhǔn)確地確定其狀態(tài)(可工作、不可工作或性能下降),并隔離其內(nèi)部故障的一種設(shè)計(jì)特性。本質(zhì):產(chǎn)品的設(shè)計(jì)特性,通用質(zhì)量特性之一。目標(biāo):確定狀態(tài)并隔離故障——故障診斷。要求:及時(shí)(檢測)、準(zhǔn)確(定位)。2、故障診斷指檢測和隔離故障的過程。(GJB451A的定義)即:確定產(chǎn)品的狀態(tài);當(dāng)故障時(shí),找出故障的原因,以便維修。

故障診斷過程:被測單元(UUT)的故障分析——FMECA等UUT狀態(tài)的判據(jù)——診斷基準(zhǔn),故障字典測試設(shè)備:獲取UUT的狀態(tài)信息(傳感器、激勵(lì)信號(hào))，信息傳輸和處理比較判斷或狀態(tài)識(shí)別輸出診斷結(jié)果和維修方法。3、測試設(shè)備人工測試設(shè)備(MTE):基本上依賴人工操作并由操作人員評(píng)定測試結(jié)果的設(shè)備。自動(dòng)測試設(shè)備(ATE):自動(dòng)進(jìn)行功能和(或)參數(shù)測試、故障檢測和故障隔離的設(shè)備，機(jī)內(nèi)測試設(shè)備(BITE):設(shè)計(jì)到產(chǎn)品中的用于執(zhí)行參數(shù)測試、故障檢測和故障隔離的設(shè)備4、測試性要求測試性要求包括:定量要求和定性要求1)定量要求:主要包括:故障檢測率(FDR)、故障隔離率(FIR)和虛警率(FAR)。2)定性要求:對(duì)測試性的描述性要求,如功能、結(jié)構(gòu)、電氣劃分要求、測試點(diǎn)布局要求、BIT要求等。

5、預(yù)防性維修通過系統(tǒng)檢查、檢測和消除產(chǎn)品的故障征兆,使其保持在規(guī)定狀態(tài)所進(jìn)行的全部活動(dòng)。包括預(yù)先維修、定時(shí)維修、視情維修和故障檢查等。——非故障維修6、修復(fù)性維修產(chǎn)品發(fā)生故障后,使其恢復(fù)到規(guī)定狀態(tài)所進(jìn)行的全部活動(dòng)。一般包括:故障定位、故障隔離、分解、更換、組裝、調(diào)校及檢測等,也稱修理。——故障維修四、設(shè)計(jì)與分析1、測試性設(shè)計(jì)與分析流程

2、主要分析方法故障模式、影響和危害性分析(FMECA)是維修性和測試性設(shè)計(jì)的主要分析方法。通過FMECA,分析產(chǎn)品可能的故障模式、故障原因及危害程度和影響,從而提供與故障檢測、故障隔離、故障修復(fù)等有關(guān)的維修性和測試性設(shè)計(jì)及設(shè)計(jì)改進(jìn)所需的信息。按照GJB/Z1391-2006開展FMECA。根據(jù)可靠性FMECA提供的信息,進(jìn)一步采集和分析包括故障檢測能力和故障隔離能力的相關(guān)測試信息。利用FMECA,為測試性分配、預(yù)計(jì)等工作提供依據(jù),指導(dǎo)測試點(diǎn)的選取、固有測試性和機(jī)內(nèi)測試(BIT)的設(shè)計(jì),并隨著研制階段不斷迭代和細(xì)化。測試性分析所需要的FMECA信息深度,與所關(guān)注的維修深度有關(guān)。

3、方案設(shè)計(jì)診斷方案是指對(duì)系統(tǒng)和設(shè)備進(jìn)行故障診斷的總體設(shè)想,包括診斷范圍、對(duì)象、使用方法、診斷能力等。通常采用嵌入式診斷和外部診斷來提供完全的故障檢測與隔離能力。綜合診斷的目標(biāo):以最少的費(fèi)用、最有效地檢測、隔離系統(tǒng)和設(shè)備內(nèi)已知的或預(yù)期發(fā)生的所有故障,以滿足系統(tǒng)任務(wù)要求。

4、測試維護(hù)方案以測試性要求作為輸入,進(jìn)行測試維護(hù)方案設(shè)計(jì),為后續(xù)測試性設(shè)計(jì)和分析工作提供指導(dǎo)。

5、詳細(xì)設(shè)計(jì)

審核編輯 黃昊宇