趙文濤,梁亞萍
(1.陜西天鼎無(wú)線技術(shù)股份有限公司,陜西西安,710100;2.西安空間無(wú)線電技術(shù)研究所,陜西西安,710100)
關(guān)鍵字:測(cè)試性;TEAMS;建模
隨著電子設(shè)備性能要求的日益提升,現(xiàn)代裝備的復(fù)雜程度越來(lái)越高,因此“五性”(測(cè)試性、可靠性、維修性、保障性、安全性)工作日益受到各單位的重視。測(cè)試性作為設(shè)備的一種設(shè)計(jì)特性,是武器裝備的重要設(shè)計(jì)特性[1]。
電子設(shè)備本身所具有的便于監(jiān)控其工作狀況、易于進(jìn)行故障診斷測(cè)試的特性,就是電子設(shè)備的測(cè)試性。也是產(chǎn)品能及時(shí)、準(zhǔn)確地確定其狀態(tài)(可工作、不可工作或性能降低)并隔離其內(nèi)部故障的一種設(shè)計(jì)特性。測(cè)試性設(shè)計(jì)的目的是為了提高產(chǎn)品自診斷和外部診斷能力,能方便、有效地確定產(chǎn)品狀態(tài)和隔離故障。
測(cè)試性參數(shù)主要有故障檢測(cè)率FDR(γFD)、故障隔離率FIR(γFI)、虛警率FAR和平均虛警間隔時(shí)間MTBFA。
測(cè)試性仿真的目的是為了促進(jìn)設(shè)備在研制階段的測(cè)試性設(shè)計(jì)工作深入、有效開展,確保測(cè)試性要求得到落實(shí)。更重要的是發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題,為改進(jìn)測(cè)試性設(shè)計(jì)、提高測(cè)試性設(shè)計(jì)水平提供依據(jù)[2]。測(cè)試性仿真評(píng)價(jià)技術(shù)可以在產(chǎn)品研制初期就開展實(shí)施,時(shí)效性好,所需軟硬件資源少,而且可以在設(shè)計(jì)初期發(fā)現(xiàn)測(cè)試性薄弱環(huán)節(jié),及時(shí)實(shí)施改進(jìn),提高產(chǎn)品測(cè)試性水平。因此根據(jù)當(dāng)前復(fù)雜電子產(chǎn)品測(cè)試性的需求,測(cè)試性仿真技術(shù)越來(lái)越得到廣泛地應(yīng)用。
最具代表性的測(cè)試性輔助設(shè)計(jì)及仿真評(píng)價(jià)工具是美國(guó)DSI公司的故障診斷軟件eXpress和QSI公司的測(cè)試性工程和維護(hù)軟件TEAMS。由于TEAMS更直觀,且軟件功能更完善,在行業(yè)內(nèi)使用較為廣泛。TEAMS(Testability Engineering And Maintenance System)是用于測(cè)試性設(shè)計(jì)分析、診斷指標(biāo)評(píng)估、診斷知識(shí)推理和可靠性維修性數(shù)據(jù)綜合的、基于多信號(hào)流模式的測(cè)試性分析和評(píng)估軟件。
圖1 衛(wèi)星通信系統(tǒng)的組成
使用TEAMS進(jìn)行測(cè)試性建模的主要流程:(1)收集資料:進(jìn)行測(cè)試性建模前,首先要進(jìn)行相關(guān)信息的收集,主要包括設(shè)備、分系統(tǒng)、其他各個(gè)層次的可用信息[3]。(2)層次化模型:TEAMS軟件對(duì)模型劃分了8個(gè)層次,用戶可以根據(jù)需求,對(duì)同一個(gè)模型的不同層次進(jìn)行靈活分析和評(píng)估。(3)添加模塊TEAMS通過(guò)分析層次化模型中的系統(tǒng)級(jí)功能,并關(guān)聯(lián)到多信號(hào)模型中的最底層模塊,建立完成信號(hào)走向圖,這是多信號(hào)模型建立成功與否的關(guān)鍵。
該電子設(shè)備由兩個(gè)外場(chǎng)可更換單元(LRU)組成,分別是伺服系統(tǒng)和解調(diào)系統(tǒng)[4]。伺服系統(tǒng)是機(jī)械轉(zhuǎn)臺(tái)的控制部分,解調(diào)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的解調(diào)和音視頻數(shù)據(jù)的調(diào)制。各LRU底層的SRU劃分詳見圖1所示。
以伺服系統(tǒng)為例分別對(duì)LRU級(jí)進(jìn)行建模。LRU主要由傳感器組(SRU)、DSP 板(SRU)和信號(hào)采集板(SRU)、組成,測(cè)試性模型如圖2所示。
圖2 伺服系統(tǒng)(LRU)測(cè)試性模型
本次建模所涉及的故障模式為BIT可檢測(cè)、人工可檢測(cè)(利用話機(jī)通話、觀看視頻的方式對(duì)話音輸出、視頻輸出等功能進(jìn)行檢測(cè))和BIT+測(cè)試設(shè)備可檢測(cè)的故障模式[5]。
建立的電子設(shè)備測(cè)試性仿真模型統(tǒng)計(jì)參數(shù)如表1所示。
表1 電子設(shè)備模型統(tǒng)計(jì)參數(shù)
連接(連線)數(shù)目 598層次數(shù) 4系統(tǒng)模式(工作模式)數(shù) 1故障源(底層單元)數(shù) 76與門數(shù) 0開關(guān)數(shù) 0
該電子設(shè)備測(cè)試性指標(biāo)要求:故障檢測(cè)率≥95%;隔離到1個(gè)SRU的故障隔離率≥90%,隔離到2個(gè)SRU的故障隔離率≥95%。測(cè)試性仿真結(jié)論如下:(1)電子設(shè)備基層級(jí)故障檢測(cè)率為96.05%,故障隔離率為100%;(2)電子設(shè)備中繼級(jí)隔離到1個(gè)SRU的故障隔離率為94.74%,隔離到2個(gè)SRU的故障隔離率為100%;
本文提出基于多信號(hào)流圖模型的測(cè)試性分析評(píng)估方法,運(yùn)用TEAMS軟件對(duì)某電子設(shè)備進(jìn)行實(shí)例分析,仿真結(jié)果驗(yàn)證了該方法的有效性和可行性,為設(shè)備測(cè)試性建模與分析提供了應(yīng)用范例,有利于測(cè)試性建模分析工作的推廣應(yīng)用,有較高的工程應(yīng)用價(jià)值。