馬 躍，趙昶宇

（1.海軍駐天津八三五七所軍事代表室，天津 300308；2.天津津航計(jì)算技術(shù)研究所，天津 300308）

艦載火控系統(tǒng)測試性設(shè)計(jì)研究

馬 躍1，趙昶宇2

（1.海軍駐天津八三五七所軍事代表室，天津 300308；2.天津津航計(jì)算技術(shù)研究所，天津 300308）

艦載火控系統(tǒng)的測試性設(shè)計(jì)應(yīng)貫穿設(shè)備整個研制周期，同時(shí)考慮裝備的測試性設(shè)計(jì)和測試設(shè)備。指出了艦載火控系統(tǒng)測試性設(shè)計(jì)的必要性，提出了測試性設(shè)計(jì)的原則和基本要求，并介紹了提高測試性設(shè)計(jì)的一些方法。

艦載火控；測試性設(shè)計(jì)；維修性；故障診斷

測試性是指系統(tǒng)或設(shè)備能夠及時(shí)并準(zhǔn)確確定其狀態(tài)并隔離其內(nèi)部故障的一種設(shè)計(jì)特性，它取決于產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、測試設(shè)備的功能以及測試需求。測試性對艦載火控設(shè)備，特別是對電子系統(tǒng)和設(shè)備的維修性、可靠性和可用性有很大影響。具有良好測試性的艦載火控系統(tǒng)和設(shè)備，在平時(shí)訓(xùn)練時(shí)就可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，自動重構(gòu)系統(tǒng)或降級使用，一旦出現(xiàn)嚴(yán)重問題能夠及時(shí)提示艦員中斷任務(wù)，提高執(zhí)行任務(wù)的可靠性和安全性；在維修保障過程中能夠快速檢測與隔離故障，縮短故障檢測與隔離時(shí)間，進(jìn)而減少維修時(shí)間，提高系統(tǒng)可用性。顯然，系統(tǒng)測試性對艦載火控系統(tǒng)設(shè)備戰(zhàn)備完好性、戰(zhàn)斗力的發(fā)揮、維修費(fèi)用等都產(chǎn)生著極其重要的影響。

1 現(xiàn)役艦載火控系統(tǒng)測試性存在的問題

現(xiàn)代電子技術(shù)的發(fā)展對提高艦載火控系統(tǒng)的性能有重大的影響，雖然武器系統(tǒng)的作戰(zhàn)性能有大幅提高，但是由于各種微型電路的廣泛應(yīng)用，給艦載火控系統(tǒng)設(shè)備也帶來了嚴(yán)重的事后維修問題。艦載火控系統(tǒng)測試性存在的問題有以下幾個方面：①忽視研制初期的測試性設(shè)計(jì)。艦載火控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者通常把測試、維修問題作為設(shè)計(jì)后的工作，且軍方與研制方的合同文件幾乎都沒有從設(shè)計(jì)一開始就重視測試性問題，更沒有開展測試性分析和驗(yàn)證，從而導(dǎo)致現(xiàn)役武器系統(tǒng)戰(zhàn)備完好性差、使用保障費(fèi)用高。②故障檢測與隔離能力差，平均修復(fù)時(shí)間長。部分艦載武控系統(tǒng)設(shè)備的現(xiàn)狀是，系統(tǒng)內(nèi)部沒有設(shè)計(jì)完善的測試電路，外部又沒有足夠的測試接口，在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，僅依靠維修人員的經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)熟練程度，導(dǎo)致設(shè)備故障定位和修復(fù)時(shí)間長。對于新投入部隊(duì)使用的裝備，由于部隊(duì)使用時(shí)間短，故障現(xiàn)象少，經(jīng)驗(yàn)更是嚴(yán)重不足，其平均修復(fù)時(shí)間會更長，甚至難以定位故障。③測試設(shè)備未針對部隊(duì)特點(diǎn)設(shè)計(jì)。在研制階段，科研人員為了進(jìn)行軟硬件的調(diào)試，自行研制了各種各樣的“調(diào)試設(shè)備”，這些“調(diào)試設(shè)備”嚴(yán)重依賴維修人員的知識水平和熟練技巧，很難直接提交部隊(duì)使用。

2 測試性設(shè)計(jì)的必要性

高度集成化和微型化使得系統(tǒng)測試難度與日俱增，而艦載武控系統(tǒng)對復(fù)雜系統(tǒng)的測試性要求越來越高，因此測試性設(shè)計(jì)越來越受到人們的重視。測試性對艦載火控系統(tǒng)的影響，將隨著艦載武控系統(tǒng)復(fù)雜度的提高而變得日益顯著。在進(jìn)行艦載武控系統(tǒng)設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)，一方面，要保證裝備本身的設(shè)計(jì)和裝備維修保障設(shè)計(jì)同時(shí)進(jìn)行；另一方面，武器裝備交付部隊(duì)使用時(shí)，還要同時(shí)交付裝備的維修保障方案和手段。

3 測試性設(shè)計(jì)的原則和基本要求

艦載火控系統(tǒng)的測試性設(shè)計(jì)包括硬件測試性設(shè)計(jì)和軟件測試性設(shè)計(jì)。

硬件測試性設(shè)計(jì)分為4個發(fā)展階段：①特定目標(biāo)測試性設(shè)計(jì)階段，它的特點(diǎn)是根據(jù)測試性要求改善設(shè)計(jì)方案；②結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)階段，它的特點(diǎn)是設(shè)計(jì)易于測試的結(jié)構(gòu)；③標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)階段，它的特點(diǎn)是添加簡單、標(biāo)準(zhǔn)的測試裝置（邊界掃描單元）；④遞階集成機(jī)內(nèi)測試，它是邊界掃描技術(shù)的延伸，引入“并行工程”思想。

軟件測試性設(shè)計(jì)有以下幾種原則和方法：①規(guī)定軟件設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)該遵循的一系列原則，以達(dá)到簡化測試、提高可控性和可觀察性的目的，包括模塊獨(dú)立化、高層模塊具有較高扇出、底層模塊具有較高扇入、盡量使用重用模塊、顯示與控制分離、測試驅(qū)動設(shè)計(jì)、使用COM技術(shù)等；②改變軟件設(shè)計(jì)或程序結(jié)構(gòu)，以達(dá)到規(guī)定的測試性；③通過為軟件設(shè)計(jì)專門的測試結(jié)構(gòu)提高軟件測試性；④修改軟件開發(fā)過程，將測試性設(shè)計(jì)綜合到軟件開發(fā)的各個階段。

艦載火控系統(tǒng)測試性設(shè)計(jì)的基本要求分為定量要求和定性要求。定量要求是規(guī)定艦載火控系統(tǒng)的測試性參數(shù)、指標(biāo)和相應(yīng)的驗(yàn)證方法；定性要求是用一種非量化的形式設(shè)計(jì)和驗(yàn)證，用以保證艦載火控系統(tǒng)的測試性。

艦載火控系統(tǒng)測試性設(shè)計(jì)的定量要求包括故障診斷效能指標(biāo)要求和故障診斷效率指標(biāo)要求。故障診斷效能指標(biāo)有故障檢測率、故障隔離率和故障虛警率，故障診斷效率指標(biāo)有故障檢測時(shí)間和故障隔離時(shí)間。艦載火控系統(tǒng)測試性設(shè)計(jì)的定性要求包括系統(tǒng)劃分級別要求、系統(tǒng)與測試設(shè)備的兼容性要求和系統(tǒng)測試信息要求等。

4 提高系統(tǒng)測試性的方法

提高艦載火控系統(tǒng)測試性的方法主要有機(jī)內(nèi)測試、機(jī)內(nèi)測試設(shè)備、人工測試設(shè)備和自動測試設(shè)備。

4.1 機(jī)內(nèi)測試

機(jī)內(nèi)測試設(shè)計(jì)是將測試電路裝入到系統(tǒng)內(nèi)部的一種設(shè)計(jì)，從而能提供在線的自動測試能力，并能自動檢測、診斷和隔離系統(tǒng)故障。通常機(jī)內(nèi)測試的可靠性必須高于被測單元的可靠性，其電路的故障率都不能超過被測單元的10%.該項(xiàng)技術(shù)應(yīng)從系統(tǒng)設(shè)計(jì)之初就開始采用，并貫穿于設(shè)計(jì)的整個階段。

4.2 機(jī)內(nèi)測試設(shè)備

機(jī)內(nèi)測試設(shè)備的功能是執(zhí)行系統(tǒng)檢測和隔離故障的軟件和硬件，它裝置在艦載火控系統(tǒng)內(nèi)部，是艦載火控系統(tǒng)整體的一部分，用于實(shí)現(xiàn)對艦載火控系統(tǒng)性能檢測、狀態(tài)監(jiān)控和故障診斷的單一或綜合功能。機(jī)內(nèi)測試設(shè)備主要用于基層級維修，對艦載火控系統(tǒng)進(jìn)行在線監(jiān)測。

4.3 人工測試設(shè)備

人工測試主要依靠人工操作對結(jié)果作出人工評定，它是一種專用測試設(shè)備，可選用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)，比如示波器、萬用表等。人工測試設(shè)備可對艦載火控系統(tǒng)的某些部件進(jìn)行獨(dú)立測試，也可搭建標(biāo)準(zhǔn)測試環(huán)境，借助機(jī)內(nèi)自檢和人工輸入激勵，對設(shè)備故障進(jìn)行檢測和隔離。人工測試設(shè)備主要用于中繼級維修。

4.4 自動測試設(shè)備

自動測試設(shè)備（ATE）能夠自動對產(chǎn)品進(jìn)行測試，并能將故障精確地隔離到芯片級。專用ATE是針對某一種艦載火控系統(tǒng)的某一些測試內(nèi)容專門設(shè)計(jì)的設(shè)備，主要用于基層級維修，對某一種艦載火控系統(tǒng)進(jìn)行檢測和診斷，其發(fā)展方向是個人儀器或微機(jī)化儀器。通用ATE是一種積木模塊化的通用測試設(shè)備，主要用于中繼級和基地級維修，對某一類或某幾類艦載火控系統(tǒng)進(jìn)行檢測和診斷。由于通用ATE其模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化程度高，對不同艦載火控系統(tǒng)測試時(shí)只要更換相應(yīng)專用接口模塊即可完成測試功能，因此一臺通用ATE就可以滿足各種維修級別的需要。具有專家系統(tǒng)的ATE是將專家系統(tǒng)與ATE有機(jī)結(jié)合在一起，其中，專家系統(tǒng)由人機(jī)接口、知識獲取機(jī)構(gòu)、知識庫及其管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫及其管理系統(tǒng)、推理機(jī)、解釋機(jī)構(gòu)等部分組成，是ATE向智能化方面發(fā)展的主要方向。

此外，基于混合診斷建模的測試性設(shè)計(jì)優(yōu)化方法、基于LBU（Limited Bottum-up）的測試序列優(yōu)化方法和基于ITEM的測試診斷信息交互技術(shù)等均可提高系統(tǒng)的可測試性。

5 結(jié)束語

隨著艦載火控系統(tǒng)的不斷發(fā)展，測試性設(shè)計(jì)在艦載火控系統(tǒng)乃至整個武器系統(tǒng)總體性能設(shè)計(jì)中的地位和作用越來越突出。

產(chǎn)品必須進(jìn)行測試性設(shè)計(jì)。艦載火控系統(tǒng)設(shè)計(jì)性能中高可靠性、高維修性和高測試性的結(jié)合，可達(dá)到提高艦載火控系統(tǒng)可用性和降低系統(tǒng)壽命周期費(fèi)用的目的，這正是艦載火控系統(tǒng)追求的最終目標(biāo)。

［1］蔣俊榮，黃考利，呂曉明，等.基于混合診斷模型的診斷設(shè)計(jì)優(yōu)化方法研究［J］.計(jì)算機(jī)測量與控制，2011，19（06）：1287-1289.

［2］李赟，蔡志明.大型復(fù)雜系統(tǒng)測試序列優(yōu)化［J］.計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)，2010，16（9）：1961-1966．

［3］賀喆，馬好東．艦船電子裝備綜合診斷中的IETM設(shè)計(jì)與應(yīng)用技術(shù)研究［J］.計(jì)算機(jī)測量與控制，2009，17（4）：628-630．

3 討論

本文觀察了不同甲醛（FA）（0.062 5～2 mM）、不同染毒時(shí)間（24 h、48 h、72 h）對SH-SH5Y細(xì)胞的形態(tài)變化、細(xì)胞活力的影響。甲醛（FA）濃度為0.25 mM染毒24 h后細(xì)胞活力在50%左右，可以作為細(xì)胞染毒模型，從而進(jìn)一步研究甲醛（FA）對SH-SH5Y的毒理機(jī)制。

參考文獻(xiàn)：

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［3］申勇，劉詠梅.枸杞多糖對甲醛所致雄性小鼠生殖毒性的拮抗作用［J］.貴州醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào)，2017，42（04）.

TJ760.6

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2017.20.057

2095－6835（2017）20－0057－02

馬躍（1992—），女，大學(xué)本科，助理工程師，從事裝備質(zhì)量監(jiān)督方面的研究。趙昶宇（1982—），男，陜西漢中人，工學(xué)碩士，高級工程師，主要從事嵌入式系統(tǒng)軟件測試方面的研究。

〔編輯：劉曉芳〕

〔編輯：張思楠〕