摘 要：隨著航空電子設備復雜化和集成化，民用飛機機載設備的維修已由面向單獨的機載電子設備，轉變?yōu)榛跈C載維護系統(tǒng)的維修。其中BITE技術是機載維護系統(tǒng)的重要組成部分。文章描述了機載維護系統(tǒng)與BITE之間的關系，中央維護系統(tǒng)和BITE的類型，最后提出了當前BITE設計過程中應考慮的內容。

關鍵詞：BITE；機載維護系統(tǒng)；中央維護系統(tǒng)

1 概述

在上世紀八十年代到九十年代初，航空電子設備都是基于多個單獨的航線可替換組件（LRU， Line Replaceable Unit），在維修上也是面向LRU。隨著航空電子設備復雜度和集成度的提高以及航空維修技術的發(fā)展，從上世紀九十年代開始，在很多大型客機上航空電子設備的維護大多是基于使用機載維護系統(tǒng)。機載維護系統(tǒng)主要包含一個飛機狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，一個中央維護系統(tǒng)（CMS， Central Maintenance System）以及每個系統(tǒng)內的自檢測（BITE， Built-in Test Equipment）。文章的主要目的是為飛機系統(tǒng)BITE的設計提出總體要求。

2 CMS與BITE

中央維護系統(tǒng)最主要的目的就是當系統(tǒng)/設備發(fā)生故障或失效時，通過顯示故障和失效數(shù)據(jù)的方式提示維修人員發(fā)生故障和失效的系統(tǒng)/設備或飛機線路，幫助維修人員對飛機進行維修，減輕維修人員的工作負擔。

中央維護系統(tǒng)主要包含兩種形式，一種是獨立的中央維護計算機（CMC，Central Maintenance Computer），另一種是駐留于其他機載設備平臺中的中央維護功能（CMF，Central Maintenance Function）。

成員系統(tǒng)是指直接或間接與CMC 或CMF 有接口的飛機系統(tǒng)。非成員系統(tǒng)是指那些與CMC或CMF沒有電子接口，不能向CMC或CMF報告故障或失效狀態(tài)的系統(tǒng)。非成員系統(tǒng)一般沒有自動BITE，其維修活動通過機載維護文檔實現(xiàn)。

BITE與CMC或CMF之間的通信主要有兩種模式：（1）正常模式：報告從BITE傳輸至CMC/CMF的一種方式；（2）交互模式：在BITE與CMC/CMF之間，對測試和特定的BITE數(shù)據(jù)存儲進行雙向通信。

3 CMS標準

CMS有兩種標準形態(tài)，標準A和標準B。

3.1 標準A

標準A基于中央維護計算機的使用。中央維護計算機的基本功能如下：（1）接收來自于成員系統(tǒng)的故障和失效數(shù)據(jù)；（2）分類、整合故障和失效數(shù)據(jù)；（3）將故障和失效數(shù)據(jù)與駕駛艙效應相關聯(lián)；（4）按照標準格式存儲、顯示和下載故障和失效數(shù)據(jù)；（5）幫助制定成員系統(tǒng)執(zhí)行地面測試，如更換驗證測試，系統(tǒng)操作測試，系統(tǒng)功能測試，調整測試等；（6）顯示所有成員系統(tǒng)的軟硬件設備的構型數(shù)據(jù)，包括件號和序列號。

在AIRBUS 340/330以及BOEING 747上，中央維護系統(tǒng)是由安裝在電子電氣設備艙的兩臺CMC組成，兩臺CMC可以獲得所有電子設備的BITE信息。正常模式下，兩臺CMC中的主CMC（CMC1）會通過單獨的數(shù)據(jù)總線與成員系統(tǒng)進行通信，若CMC1失效，則內部轉換裝置就會連接數(shù)據(jù)總線到備用CMC（CMC2）。

3.2 標準B

標準B基于以機載服務器為平臺的中央維護功能的使用。中央維護功能具備所有標準A中CMC的功能。

BOEING 777/787以及AIRBUS 380/350均采用了這種形式。

3.3 BITE類型

按照BITE如何與CMC或CMF通信方式的標準，BITE分為以下三種類型：（1）類型1：BITE與CMC或CMF雙向數(shù)字通信，如：兩條ARINC429總線或一條ARINC664總線；（2）類型2：BITE向CMC或CMF單向數(shù)字通信且至少有一個CMC或CMF發(fā)出的離散信號，如：一條ARINC429總線和至少一個離散信號。離散信號可以是開始一個試驗或開始傳輸額外的航線維護信息數(shù)據(jù)；（3）類型3：BITE僅通過離散信號與CMC或CMF通信。既沒有輸入總線也沒有輸出總線，并且有有限個離散連接的系統(tǒng)。

對于類型1，成員系統(tǒng)應能與CMC或CMF進行正常模式和交互模式的通信；對于類型2，成員系統(tǒng)應能與CMC或CMF進行正常模式的通信，并且能在交互模式的試驗中發(fā)送離散信息。

4 BITE設計考慮

4.1 設計原理

針對維護工作，BITE 需具備以下功能：（1）分析、合并和處理系統(tǒng)故障，并將其隔離到產生故障的根源LRU上； （2）控制和執(zhí)行系統(tǒng)測試；（3）記錄和存儲所有的故障數(shù)據(jù)和測試結果到設備非易失存儲器中。

4.2 監(jiān)控與測試

BITE有兩種技術方法檢測故障：（1）監(jiān)控技術。監(jiān)控是一種非干擾技術，主要是基于對命令信號和模型（物理上硬件冗余或理論上的軟件模型）進行對比。監(jiān)測被認為是一種程序的運行。（2）測試技術。這種測試被認為是一種干擾技術，測試時產生激勵信號來檢測故障。測試可以是自動或手動的。測試包含三種類型。（3）通電自檢測試-安全性測試。無論對于“標準A”還是“標準B”的中央維護系統(tǒng)，該種測試都是必須的。（4）循環(huán)測試。除非有特殊需求，否則不需要使用循環(huán)測試。（5）手動測試。在交互模式中，這些測試被手動激勵。無論對于“標準A”還是“標準B”的中央維護系統(tǒng)，該種測試都是必須的。

4.3 內置備用容量

除非有硬件技術上面的規(guī)定，否則內置備用容量的失效一定不能導致拆除LRU。

4.4 故障隔離

故障隔離能確定或識別故障或失效的LRU＼以及有問題的飛機線路。故障隔離程序是故障或失效檢測所要求的。在檢測過程中，應該分析所有與故障或失效相關的數(shù)據(jù)，故障隔離過程的結果就是一條失效信息。如果組件內部故障檢測工作是供應商負責的，那么供應商也應對故障隔離程序負責。對組件內的故障或失效信息，供應商須證明故障隔離的準確性。

4.5 CMS BITE要求

CMS BITE需要具有以下特性：（1）通電自檢測試。通電自檢測試必須在地面上進行，并且要符合下列條件之一：a.電源持續(xù)斷開超過5秒后；b.硬件自動重啟時；c.手動重啟時；d.在交互模式下發(fā)出請求時。（2）BITE數(shù)據(jù)定義。BITE必須包含檢測和存儲兩種類型的數(shù)據(jù)：a.故障或失效數(shù)據(jù)：BITE的故障隔離過程產生的結果；b.原始數(shù)據(jù)：BITE進行故障隔離過程使用的主要數(shù)據(jù)，主要用于車間維修。對于“標準B”的中央維護系統(tǒng)，BITE還應存儲監(jiān)控CMF軟件運行狀態(tài)的參數(shù)。（3）數(shù)據(jù)存儲。對測試出的故障或失效，其數(shù)據(jù)應存儲在設備非易失性存儲器中。存儲邏輯應必須使飛行中存儲的信息不受地面操作（例如排故，檢查單，電源中斷等）的影響。這就需要用地面或飛行其他信息來防止存儲的飛行故障被覆蓋。（4）數(shù)據(jù)傳輸。類型1，類型2和類型3的BITE應按照總線協(xié)議與“標準A”以及“標準B”的中央維護系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)的雙向或單向傳輸。

5 結束語

現(xiàn)代大型客機中已越來越重視機載維護系統(tǒng)的使用，而BITE是機載維護系統(tǒng)重要的組成部分，如何研制出高性能的BITE設備，已成為各大飛機制造商以及航空公司關注的焦點。文章描述了機載維護系統(tǒng)與BITE之間的關系，中央維護系統(tǒng)和BITE的類型，最后提出了當前BITE設計過程中應考慮的內容。

參考文獻

[1]ARINC604-1， GUIDANCE FOR DESIGN AND USE OF BUILT-IN TESTEQUIPMENT[Z].

[2]ARINC624-1， DESIGN GUIDANCE FOR ONBOARD MAINTENANCE SYSTEM[Z].

作者簡介：王?。?983，4-），男，漢，籍貫：安徽省淮北市，單位：上海飛機設計研究院總體氣動設計部，職稱：工程師，學位：碩士，研究方向：飛機健康管理技術研究、機載維護系統(tǒng)設計。