劉 浩 陶 鈞

光纖慣組調(diào)測(cè)試自動(dòng)化技術(shù)研究

劉 浩 陶 鈞

（北京航天時(shí)代光電科技有限公司，北京 100094）

針對(duì)光纖慣組批量生產(chǎn)中調(diào)測(cè)試環(huán)節(jié)技術(shù)難度大、操作復(fù)雜、生產(chǎn)效率低等瓶頸問題，采用試驗(yàn)設(shè)備自動(dòng)控制、產(chǎn)品數(shù)據(jù)自動(dòng)處理以及調(diào)測(cè)試流程無縫鏈接等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了調(diào)測(cè)試從試驗(yàn)操作到數(shù)據(jù)處理直至報(bào)告生成的全流程一鍵觸發(fā)式自動(dòng)化，大幅提升了調(diào)測(cè)試效率、過程可靠性和質(zhì)量一致性。

光纖慣組；調(diào)測(cè)試；自動(dòng)化；數(shù)據(jù)處理

1 引言

光纖慣組（即光纖陀螺捷聯(lián)慣性測(cè)量組合）作為一種新型慣測(cè)裝置，是慣性測(cè)量設(shè)備發(fā)展的一個(gè)重要方向。隨著光纖慣組在彈、箭、星、船等領(lǐng)域成功應(yīng)用，多個(gè)型號(hào)產(chǎn)品陸續(xù)進(jìn)入設(shè)計(jì)定型階段，光纖慣組正快速走向批量生產(chǎn)。如何進(jìn)一步提升光纖慣組的批產(chǎn)能力，使之更好地為國防建設(shè)服務(wù)已成為亟待解決的工藝瓶頸問題[1]。

光纖慣組產(chǎn)品屬精密儀器，具有精度指標(biāo)多、調(diào)測(cè)試難度大、過程復(fù)雜、耗時(shí)長(zhǎng)等特點(diǎn)[2]，調(diào)測(cè)試環(huán)節(jié)的生產(chǎn)能力不足，成為嚴(yán)重制約整個(gè)光纖慣組生產(chǎn)能力提升的瓶頸，產(chǎn)能壓力非常大。經(jīng)過分析，光纖慣組調(diào)測(cè)試流程主要有以下兩點(diǎn)問題：測(cè)試項(xiàng)目多、操作復(fù)雜且多為手動(dòng)操作，測(cè)試效率低，對(duì)工人技能要求高，崗前培訓(xùn)時(shí)間長(zhǎng)；數(shù)據(jù)處理為手動(dòng)方式，且步驟多，對(duì)工人技能要求高，耗費(fèi)時(shí)間特別長(zhǎng)。

針對(duì)上述問題，該研究通過對(duì)試驗(yàn)設(shè)備的遠(yuǎn)控、數(shù)據(jù)自動(dòng)處理以及軟件無縫鏈接等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了光纖慣組調(diào)測(cè)試從試驗(yàn)操作到數(shù)據(jù)處理再到測(cè)試報(bào)告生成的全過程一鍵觸發(fā)式自動(dòng)化，有效提升了光纖慣組調(diào)測(cè)試過程的自動(dòng)化水平，提高了該環(huán)節(jié)生產(chǎn)效率和質(zhì)量可靠性。

2 調(diào)測(cè)試流程分析

光纖慣組生產(chǎn)經(jīng)過裝配、調(diào)測(cè)試、檢驗(yàn)、交付四個(gè)環(huán)節(jié)，其中調(diào)測(cè)試環(huán)節(jié)占時(shí)間比重較大，是交付前的重要環(huán)節(jié)。調(diào)測(cè)試流程主要由調(diào)測(cè)試試驗(yàn)操作和原始數(shù)據(jù)處理分析兩大部分組成。

2.1 調(diào)測(cè)試試驗(yàn)過程

調(diào)測(cè)試環(huán)節(jié)涵蓋了環(huán)境適應(yīng)性缺陷剔除、誤差建模與標(biāo)定、模擬使用條件下性能測(cè)試等項(xiàng)目，用以剔除光纖慣組早期故障，釋放其應(yīng)力，大幅提高產(chǎn)品使用精度，全面驗(yàn)證產(chǎn)品各項(xiàng)性能指標(biāo)等[3]。該過程將實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品整體性能提升，是提高各類光纖慣組整體性能水平的重要手段，同時(shí)還為交付驗(yàn)收工作提供數(shù)據(jù)支撐。

光纖慣組典型調(diào)測(cè)試流程涉及20余個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目，含位置測(cè)試、速率測(cè)試、溫度測(cè)試等單線程操作測(cè)試，及溫度速率、溫度位置等多線程操作測(cè)試[1]。這些項(xiàng)目全是手動(dòng)操作，需要工人在某段時(shí)間內(nèi)反復(fù)操作溫箱、轉(zhuǎn)臺(tái)、工控機(jī)、數(shù)據(jù)采集裝置等測(cè)試設(shè)備[4]。因?yàn)樵囼?yàn)周期長(zhǎng)，操作對(duì)象多，操作精度要求嚴(yán)格，工人操作時(shí)往往手忙腳亂，難以精確控制，造成調(diào)測(cè)試失誤。

以某型慣組為例，其溫度模型標(biāo)定試驗(yàn)需在5個(gè)溫度點(diǎn)下進(jìn)行六位置測(cè)試，慣組現(xiàn)有調(diào)測(cè)試方法為工人適時(shí)查看溫箱溫度，到溫后，手動(dòng)翻轉(zhuǎn)產(chǎn)品，并操作電源、數(shù)據(jù)采集裝置、軟件來記錄產(chǎn)品數(shù)據(jù)，一個(gè)溫度操作完畢再進(jìn)行下一溫度點(diǎn)的相同測(cè)試。在15h的測(cè)試周期中，共需180次鼠標(biāo)點(diǎn)擊操作、120次開關(guān)設(shè)備及30余次溫度查看，操作流程繁復(fù)，對(duì)工人精力和職業(yè)素質(zhì)提出了較高要求。

若想將工人從繁重的操作中解脫出來，避免人為因素造成的失誤，且降低公司的人力成本，首先需要將人為操作的設(shè)備進(jìn)行自動(dòng)化控制：速率轉(zhuǎn)臺(tái)、溫度試驗(yàn)箱、一次電源的遠(yuǎn)程自動(dòng)控制。

2.2 原始數(shù)據(jù)處理

慣組的數(shù)據(jù)處理工作位于試驗(yàn)操作結(jié)束后，是試驗(yàn)過程的重要組成部分，包含數(shù)據(jù)調(diào)用、數(shù)值計(jì)算、結(jié)果分析和記錄等步驟?，F(xiàn)有的數(shù)據(jù)處理為手動(dòng)方式，且步驟多，對(duì)工人技能要求高，耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)。

一方面，目前的數(shù)值計(jì)算步驟操作繁瑣。在慣組數(shù)值計(jì)算過程中，各測(cè)試項(xiàng)目的數(shù)據(jù)處理程序往往由多個(gè)Matlab子函數(shù)組成，其操作過程復(fù)雜。操作人員需先將數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)路徑添加到Matlab的當(dāng)前工作路徑，然后將數(shù)據(jù)進(jìn)行載入操作，再調(diào)用相應(yīng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)處理用的函數(shù)，并設(shè)置參數(shù)，最終完成試驗(yàn)數(shù)據(jù)的計(jì)算與分析。這一系列操作貫穿于各個(gè)項(xiàng)目的測(cè)試過程中，用于查看測(cè)試中產(chǎn)品的性能指標(biāo)。

另一方面，現(xiàn)有的結(jié)果記錄方式工作強(qiáng)度大，效率低下。試驗(yàn)結(jié)果的記錄方式是將上述一系列數(shù)據(jù)調(diào)用、計(jì)算、分析得到的結(jié)果，按指定要求寫入試驗(yàn)記錄本、數(shù)據(jù)包或測(cè)試報(bào)告，每套產(chǎn)品測(cè)試中該步驟往往重復(fù)數(shù)百次。

此外，原模式下，部分難度大項(xiàng)目的數(shù)據(jù)處理工作根本無法由工人完成。以某型慣組數(shù)據(jù)處理工作為例，對(duì)光纖陀螺分段補(bǔ)償和標(biāo)定系數(shù)回讀操作進(jìn)行說明。光纖陀螺分段補(bǔ)償操作難度高。為滿足技術(shù)指標(biāo)要求，慣組采用某種補(bǔ)償算法建立光纖陀螺的誤差模型，其補(bǔ)償前后模擬輸出如圖1所示。

圖1 光纖陀螺補(bǔ)償前后輸出對(duì)比

原狀態(tài)下，該補(bǔ)償工作完全由技術(shù)人員負(fù)責(zé)，一名熟練技術(shù)人員完成一套慣組的補(bǔ)償工作需5～6h左右（分多次完成）。其難點(diǎn)除由多個(gè)Matlab函數(shù)文件組成、操作較復(fù)雜外，補(bǔ)償時(shí)還需對(duì)分段點(diǎn)進(jìn)行人為判斷、對(duì)殘差進(jìn)行甄選等操作。

綜上所述，數(shù)據(jù)處理的自動(dòng)化改進(jìn)是測(cè)試全過程自動(dòng)化技術(shù)的重要組成部分；數(shù)據(jù)處理自動(dòng)化程度的高低也將是測(cè)試全過程自動(dòng)化程度高低的一個(gè)衡量部分。根據(jù)光纖慣組原狀態(tài)下的數(shù)據(jù)處理方式，其自動(dòng)化對(duì)象包括試驗(yàn)數(shù)據(jù)的計(jì)算分析與判讀、補(bǔ)償系數(shù)的計(jì)算整合與模擬補(bǔ)償。

數(shù)據(jù)處理結(jié)束后，需要將計(jì)算得到的結(jié)果手動(dòng)填入報(bào)告中進(jìn)行歸檔。整個(gè)測(cè)試階段結(jié)束。原狀態(tài)下的測(cè)試、數(shù)據(jù)處理與試驗(yàn)結(jié)果的記錄是各自獨(dú)立的工作流程，即測(cè)試完畢后需要單獨(dú)打開數(shù)據(jù)處理軟件，加載數(shù)據(jù)路徑，手動(dòng)輸入命令進(jìn)行處理，將處理結(jié)果手工抄錄到記錄本或錄入到電子文檔中。

上述工作在一個(gè)試驗(yàn)項(xiàng)目中重復(fù)多次。操作復(fù)雜、效率低下、記錄不易保存，為了解決這個(gè)問題，需要進(jìn)行測(cè)試、數(shù)據(jù)處理、生成報(bào)告無縫鏈接技術(shù)研究，使整個(gè)過程一鍵觸發(fā)，脫離手動(dòng)操作模式，提高效率，避免人工失誤。

3 調(diào)測(cè)試自動(dòng)化技術(shù)方案

由上述可知，實(shí)現(xiàn)光纖慣組調(diào)測(cè)試自動(dòng)化主要從三個(gè)方面入手，即試驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)分析處理以及編寫測(cè)試報(bào)告。本方案為實(shí)現(xiàn)上述三方面的全程自動(dòng)化，開展了三項(xiàng)技術(shù)研究（圖2）。

圖2 自動(dòng)化技術(shù)分解圖

3.1 試驗(yàn)設(shè)備自動(dòng)化控制技術(shù)

3.1.1 調(diào)測(cè)試自動(dòng)化時(shí)序方法

光纖慣組調(diào)測(cè)試過程中，組成部分包括溫箱、轉(zhuǎn)臺(tái)、電源和產(chǎn)品，所有的調(diào)測(cè)試項(xiàng)目圍繞這四部分展開。換言之，如果將不同的調(diào)測(cè)試項(xiàng)目進(jìn)行高度概括，提取一個(gè)最大包絡(luò)[5]，既要控制溫箱又要控制轉(zhuǎn)臺(tái)，同時(shí)要擇取適當(dāng)時(shí)機(jī)開啟或關(guān)閉電源，還要采集產(chǎn)品數(shù)據(jù)的試驗(yàn)類型。研究自動(dòng)化時(shí)序的關(guān)鍵在于要考慮到所有的可能情況，例如溫箱和轉(zhuǎn)臺(tái)有可能只需要控制其中任意一個(gè)設(shè)備，也有可能兩個(gè)設(shè)備都不需要。所以提煉出測(cè)試時(shí)序的關(guān)節(jié)點(diǎn)是關(guān)鍵。

a. 應(yīng)用的先后關(guān)系

根據(jù)分析，在調(diào)測(cè)試流程的最大包絡(luò)中，應(yīng)用的先后關(guān)系是溫箱為第一層，轉(zhuǎn)臺(tái)為第二層；即在溫箱提供的溫度環(huán)境下，控制轉(zhuǎn)臺(tái)提供標(biāo)準(zhǔn)角速率。

b. 溫箱控制關(guān)節(jié)點(diǎn)

分析人工操作時(shí)對(duì)溫箱進(jìn)行的各種控制，提煉出溫箱控制的關(guān)節(jié)點(diǎn)，包括溫度段數(shù)、每段的目標(biāo)溫度、每段溫變率、保溫時(shí)間等。

c. 轉(zhuǎn)臺(tái)控制關(guān)節(jié)點(diǎn)

分析人工操作時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行的各種控制，提煉出轉(zhuǎn)臺(tái)控制的關(guān)節(jié)點(diǎn)，包括控制模式、目標(biāo)值（目標(biāo)角度或速率）、角速度或加速度、旋轉(zhuǎn)方向、是否進(jìn)行軸向分類等。

d. 電源開啟的關(guān)節(jié)點(diǎn)

電源開啟的關(guān)節(jié)點(diǎn)是開啟時(shí)機(jī)，根據(jù)對(duì)測(cè)試流程的分析，該關(guān)節(jié)點(diǎn)應(yīng)存在于整個(gè)流程中的任意位置；即在整個(gè)自動(dòng)化時(shí)序中，任意一個(gè)位置都有可能插入電源開啟的功能。

e. 產(chǎn)品數(shù)據(jù)采集的關(guān)節(jié)點(diǎn)

根據(jù)測(cè)試工藝流程分析，數(shù)據(jù)采集的關(guān)節(jié)點(diǎn)包括是否采集數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)采集間隔、數(shù)據(jù)采集長(zhǎng)度、開始采集時(shí)機(jī)、是否試通電、是否根據(jù)溫度值結(jié)束、是否開啟新的文檔、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的路徑、是否數(shù)據(jù)處理、是否返回路徑參數(shù)等一系列關(guān)節(jié)點(diǎn)。

根據(jù)上述提煉出的關(guān)節(jié)點(diǎn)，編寫自動(dòng)化測(cè)試軟件，將其中時(shí)序以上述關(guān)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行描述[7]，其中電源控制和數(shù)據(jù)采集控制關(guān)節(jié)點(diǎn)可以隨意安置在時(shí)序的任意位置，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化測(cè)試的多線程協(xié)同作業(yè)。根據(jù)不同的型號(hào)需求可以更改工藝參數(shù)，自動(dòng)化功能、流程及測(cè)試界面隨之更改。

3.1.2 穩(wěn)定時(shí)間精確控制技術(shù)

速率穩(wěn)定時(shí)間精確控制技術(shù)就是使每個(gè)速率點(diǎn)的穩(wěn)定時(shí)間自適應(yīng)，即通過判斷轉(zhuǎn)臺(tái)反饋的實(shí)測(cè)速率值，是否穩(wěn)定且滿足技術(shù)要求。經(jīng)分析單個(gè)速率點(diǎn)運(yùn)行步驟，各速率點(diǎn)的初步穩(wěn)定時(shí)間為=T+nT，T是最短的速率轉(zhuǎn)換時(shí)間值，T是監(jiān)測(cè)控制柜反饋轉(zhuǎn)臺(tái)實(shí)時(shí)速率的時(shí)間間隔，即發(fā)送速率值命令T時(shí)間后，以T的時(shí)間間隔查詢轉(zhuǎn)臺(tái)是否穩(wěn)定且滿足要求。

由于轉(zhuǎn)臺(tái)是閉環(huán)控制系統(tǒng)，在初步達(dá)到設(shè)定速率值后會(huì)出現(xiàn)過沖現(xiàn)象，有必要在控制柜反饋實(shí)測(cè)值滿足要求的下一時(shí)刻再次對(duì)實(shí)測(cè)值進(jìn)行判定[8]，當(dāng)（T+nT）和（T+(+1)T）控制柜實(shí)測(cè)值均滿足技術(shù)要求，開始慣組數(shù)據(jù)采集。

溫度穩(wěn)定時(shí)間精確控制技術(shù)的概念與速率類似，是使每個(gè)溫度點(diǎn)的穩(wěn)定時(shí)間自適應(yīng)，即通過判斷溫箱反饋的實(shí)測(cè)溫度值，是否穩(wěn)定且滿足技術(shù)要求。經(jīng)對(duì)單個(gè)溫度點(diǎn)運(yùn)行步驟分解剖析，這個(gè)技術(shù)涉及的關(guān)鍵指標(biāo)是溫度查詢頻率，該頻率值與溫箱設(shè)置的目標(biāo)溫度和慣組實(shí)時(shí)測(cè)量溫度之差成反向關(guān)系，即溫差越小時(shí)查詢頻率高，直至慣組實(shí)測(cè)溫度滿足要求。

將上述算法嵌入到自動(dòng)化測(cè)試軟件中，在軟件每次向溫箱、轉(zhuǎn)臺(tái)發(fā)送控制指令后即進(jìn)行返回值讀取，并帶入上述公式運(yùn)算，至狀態(tài)穩(wěn)定后，再進(jìn)行下一步時(shí)序的控制操作，經(jīng)驗(yàn)證，該技術(shù)保證了測(cè)試精度。

3.1.3 時(shí)序控制電路

研制時(shí)序控制電路作為測(cè)試關(guān)節(jié)點(diǎn)的控制端口，以達(dá)到控制產(chǎn)品自動(dòng)通斷電的目的。

時(shí)序控制電路可實(shí)現(xiàn)4套光纖慣組的獨(dú)立控制，其通道數(shù)不少于4個(gè)，為確保測(cè)試人員可檢測(cè)裝置的工作狀態(tài)，各通道均應(yīng)分別具備啟動(dòng)和工作指示燈。在時(shí)序控制電路的控制模式方面，既可實(shí)現(xiàn)獨(dú)立分離通斷電控制功能，也可工作于多套慣組供電的同步通斷控制模式。響應(yīng)時(shí)間是時(shí)序控制電路的關(guān)鍵指標(biāo)，該時(shí)間直接決定設(shè)備速率或溫度值準(zhǔn)備好后開始慣組數(shù)據(jù)采集的反應(yīng)速度，根據(jù)溫度試驗(yàn)的要求，該值一般不大于0.5s。在理想狀態(tài)下，時(shí)序控制電路中各通道阻抗的指標(biāo)應(yīng)盡可能小，但實(shí)際電路中受物理?xiàng)l件影響該值無法避免，一般阻抗控制在不大于0.1Ω。

3.2 產(chǎn)品數(shù)據(jù)處理自動(dòng)化技術(shù)

3.2.1 補(bǔ)償系數(shù)自動(dòng)生成技術(shù)

首先在Matlab中將產(chǎn)品各路儀表的輸出與變化量（例如產(chǎn)品溫度值、標(biāo)準(zhǔn)速率、標(biāo)準(zhǔn)加速度輸入值）自動(dòng)按照最小二乘法進(jìn)行擬合，得出補(bǔ)償系數(shù)并進(jìn)行整合；然后，利用Matlab與文本文件的鏈接技術(shù)，將補(bǔ)償系數(shù)置入到程序文件中的相應(yīng)位置，如圖3所示；最后將程序文件直接自動(dòng)編譯并鏈接生成可直接寫進(jìn)慣組的二進(jìn)制文件。

圖3 補(bǔ)償系數(shù)置入程序文件

針對(duì)需要人工分段的擬合方式，采用聚類算法識(shí)別出所有分段點(diǎn)并根據(jù)殘差最優(yōu)法得到最佳分段點(diǎn)并得到對(duì)應(yīng)的模型系數(shù)，具體算法為：首先計(jì)算相鄰溫度點(diǎn)確定的-1個(gè)直線斜率，再通過均值聚類算法將-1個(gè)斜率分為類并記錄各斜率的索引值，然后按順序?qū)⑾噜彽姆謱俨煌悇e的斜率索引值作為可能的分段索引，得到可能的溫度分段點(diǎn)，再采用遍歷方式將所有可能的溫度分段點(diǎn)進(jìn)行組合，然后使用一階擬合方式得到擬合值并計(jì)算殘差，最后通過尋找最小殘差的方法得到最優(yōu)溫度分段點(diǎn)并計(jì)算慣組的溫度模型系數(shù)。

與此同時(shí)，數(shù)據(jù)處理程序?qū)⒆詣?dòng)使用計(jì)算出的數(shù)學(xué)模型補(bǔ)償系數(shù)對(duì)數(shù)據(jù)的原始輸出進(jìn)行補(bǔ)償結(jié)果仿真，自動(dòng)查看該系數(shù)的正確性。

3.2.2 補(bǔ)償系數(shù)回讀技術(shù)

當(dāng)計(jì)算常溫速率數(shù)學(xué)模型的補(bǔ)償系數(shù)時(shí)，需要將溫度數(shù)學(xué)模型系數(shù)再一次計(jì)算；當(dāng)計(jì)算小速率數(shù)學(xué)模型的補(bǔ)償系數(shù)時(shí)需要將常溫速率和溫度的數(shù)學(xué)模型補(bǔ)償系數(shù)都再一次計(jì)算。這是一個(gè)必要但卻冗繁的過程。

針對(duì)這一過程的必要性，自動(dòng)化改進(jìn)應(yīng)保留其作用；針對(duì)這一過程的冗繁性，自動(dòng)化改進(jìn)需要省去重復(fù)計(jì)算的過程。補(bǔ)償系數(shù)回讀技術(shù)將會(huì)很好地實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)。

首先，溫度數(shù)學(xué)模型系數(shù)自動(dòng)計(jì)算完成后，數(shù)據(jù)處理軟件將自動(dòng)把計(jì)算得出的模型系數(shù)和對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品編號(hào)按照陣列的方式存儲(chǔ)在特定的位置；然后，在常溫速率數(shù)學(xué)模型系數(shù)計(jì)算時(shí)，數(shù)據(jù)處理程序?qū)⑹紫茸詣?dòng)到特定位置回讀該套產(chǎn)品的溫度模型系數(shù)，比對(duì)產(chǎn)品編號(hào)無誤后，直接用于常溫速率補(bǔ)償系數(shù)的計(jì)算，并將計(jì)算得出的模型系數(shù)和對(duì)應(yīng)的產(chǎn)品編號(hào)按照陣列的方式存儲(chǔ)在特定的位置；最后，在小速率數(shù)學(xué)模型系數(shù)計(jì)算時(shí)，數(shù)據(jù)處理程序?qū)⑹紫茸詣?dòng)到特定位置回讀該套產(chǎn)品的常溫速率模型系數(shù)（此時(shí)已經(jīng)包含溫度模型補(bǔ)償系數(shù)），比對(duì)產(chǎn)品編號(hào)無誤后，直接用于常溫速率補(bǔ)償系數(shù)的計(jì)算。

上述兩項(xiàng)復(fù)雜數(shù)據(jù)處理和補(bǔ)償算法，將直接被測(cè)試系統(tǒng)調(diào)用。當(dāng)需要人工干預(yù)時(shí)，該部分算法的軟件也均采用GUI技術(shù)制作成交互式操作界面，實(shí)現(xiàn)了只需點(diǎn)一下按鈕即可自動(dòng)完成數(shù)據(jù)處理的模式。

3.3 調(diào)測(cè)試全流程無縫鏈接技術(shù)

該技術(shù)旨在使測(cè)試、數(shù)據(jù)處理、生成報(bào)告進(jìn)行無縫鏈接，達(dá)到一鍵觸發(fā)，實(shí)現(xiàn)從測(cè)試到數(shù)據(jù)處理到生成測(cè)試報(bào)告（包含各項(xiàng)結(jié)果記錄）的全自動(dòng)化。由于各環(huán)節(jié)使用過的軟件環(huán)境不同，因此該技術(shù)的關(guān)鍵在于研究各軟件接口參數(shù)傳遞技術(shù)。

該技術(shù)在測(cè)試軟件和數(shù)據(jù)處理軟件之中實(shí)現(xiàn)，分為三個(gè)模塊：測(cè)試軟件與數(shù)據(jù)處理軟件通訊模塊、數(shù)據(jù)處理軟件與辦公軟件通訊模塊、數(shù)據(jù)處理結(jié)果置入模塊。

3.3.1 測(cè)試軟件與數(shù)據(jù)處理軟件通訊模塊

該模塊分為兩部分，一部分置于測(cè)試軟件中，實(shí)現(xiàn)與Matlab等數(shù)據(jù)處理軟件接口功能。測(cè)試軟件有VC++編寫而成，本模塊充分利用VC++配置靈活的優(yōu)點(diǎn)[6]，在試驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行過程中的每一個(gè)獨(dú)立環(huán)節(jié)置入是否調(diào)用和如何調(diào)用數(shù)據(jù)處理程序的參數(shù)，實(shí)現(xiàn)在不同的測(cè)試時(shí)機(jī)自動(dòng)調(diào)用相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)處理程序；另一部分置于數(shù)據(jù)處理軟件中，實(shí)現(xiàn)與測(cè)試軟件通訊模塊信息傳遞，用于打開數(shù)據(jù)處理軟件、接收測(cè)試軟件信息，將其作為參數(shù)運(yùn)用于數(shù)據(jù)處理模塊中，實(shí)現(xiàn)信息異常等情況提示，即實(shí)現(xiàn)測(cè)試軟件和數(shù)據(jù)處理軟件間的自動(dòng)調(diào)用。

3.3.2 數(shù)據(jù)處理軟件與辦公軟件通訊模塊

該模塊置于數(shù)據(jù)處理軟件中，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理軟件（如Matlab等）與辦公軟件間的混合編程，打通其ActiveX接口，使操作工人不需進(jìn)行任何操作，由軟件內(nèi)嵌功能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理軟件和辦公軟件間的無縫鏈接，極大降低測(cè)試操作的復(fù)雜度。

3.3.3 數(shù)據(jù)處理結(jié)果置入模塊

該模塊將集成結(jié)果判斷功能，計(jì)算完成后自動(dòng)打開辦公軟件，并將計(jì)算結(jié)果置入其中，并針對(duì)實(shí)際測(cè)試情況給出試驗(yàn)結(jié)論，全過程無需操作工人參與。

基于該項(xiàng)技術(shù)，光纖慣組調(diào)測(cè)試實(shí)現(xiàn)了從測(cè)試到數(shù)據(jù)處理再到生成測(cè)試報(bào)告的全過程自動(dòng)化。如圖4所示。

圖4 調(diào)測(cè)試全過程無縫鏈接示意圖

4 結(jié)束語

該技術(shù)方案已經(jīng)成功應(yīng)用于多個(gè)批產(chǎn)型號(hào)光纖慣組調(diào)測(cè)試過程中，有效地降低了調(diào)測(cè)試技術(shù)難度和人為因素的干擾，大幅提升了調(diào)測(cè)試環(huán)節(jié)質(zhì)量一致性和可靠性，將調(diào)測(cè)試環(huán)節(jié)生產(chǎn)效率提升了3倍以上。

光纖慣組調(diào)測(cè)試自動(dòng)化技術(shù)通過對(duì)設(shè)備自動(dòng)控制、數(shù)據(jù)自動(dòng)處理以及對(duì)調(diào)測(cè)試各流程無縫鏈接等技術(shù)的研究，有效解決了光纖慣組調(diào)測(cè)試過程中試驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析過程復(fù)雜、難度高、依賴技術(shù)人員和耗時(shí)長(zhǎng)等制約批量生產(chǎn)的瓶頸問題，提升了調(diào)測(cè)試流程的自動(dòng)化程度和過程的一致性、可靠性。

自動(dòng)化是產(chǎn)品和工藝標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的體現(xiàn)，是保障批量生產(chǎn)成功的基礎(chǔ)。為穩(wěn)步提升光纖慣組調(diào)測(cè)試過程的質(zhì)量和性能，正在進(jìn)一步加強(qiáng)自動(dòng)化的基礎(chǔ)上，開展試驗(yàn)信息管理系統(tǒng)的研制，整套系統(tǒng)建成后將實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)任務(wù)資源分配方案的智能推薦、調(diào)測(cè)試系統(tǒng)的管控以及全過程人機(jī)料法環(huán)測(cè)等生產(chǎn)信息的結(jié)構(gòu)化管理和歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)分析。

建設(shè)自動(dòng)化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化甚至智能化的生產(chǎn)線已經(jīng)成為當(dāng)今大的趨勢(shì)。航天產(chǎn)品有著多品種、小批量、滾動(dòng)生產(chǎn)的特點(diǎn)，其生產(chǎn)的自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化系統(tǒng)或產(chǎn)線需要更多的通用性、策略性考慮，對(duì)系統(tǒng)或產(chǎn)線設(shè)計(jì)者的要求更高。自動(dòng)化、數(shù)字化、智能化的系統(tǒng)或產(chǎn)線將助力航天產(chǎn)品，推動(dòng)研發(fā)和生產(chǎn)進(jìn)入一種新的模式。

1 王巍. 光纖陀螺慣性系統(tǒng)[M]. 北京：中國宇航出版社，2010

2 王巍. 干涉型光纖陀螺儀技術(shù)[M]. 北京：中國宇航出版社，2010

3 時(shí)長(zhǎng)娥. 干涉型光纖陀螺測(cè)試及其隨機(jī)誤差補(bǔ)償方法研究[D]. 南京：東南大學(xué)，2008

4 劉小衛(wèi). 光纖陀螺自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)的研究[D]. 杭州：浙江大學(xué)，2008

5 侯俊杰. 深入淺出MFC[M]. 第2版. 武漢：華中科技大學(xué)出版社，2001

6 孫鑫. VC++深入詳解[M]. 修訂版. 北京：電子工業(yè)出版社，2012

7 譚浩強(qiáng). C++程序設(shè)計(jì)[M]. 第2版. 北京：清華大學(xué)出版社，2004

8 胡壽松. 自動(dòng)控制原理[M]. 第5版. 北京：科學(xué)出版社，2007

Automatic Debugging and Testing of FOG IMU

Liu Hao Tao Jun

(Beijing Aerospace Times Optoelectronics Technology Co., Ltd., Beijing 100094)

The bottleneck problems of difficulty in operation and complexity in production scheduling of FOG IMU in batch production are effectively solved through the technology including automatic control of test equipment, automatic processing of product data and seamless linking of test process. It realizes the one-key trigger automation of the whole process from test operation to data processing to report generation, and greatly improves the efficiency, process reliability and quality consistency of modeling and testing.

FOG IMU；debugging；automatic；data processing

2018-10-18

劉浩（1987），工程師，測(cè)控技術(shù)與儀器專業(yè)；研究方向：光纖慣組調(diào)測(cè)試技術(shù)、工藝數(shù)字化技術(shù)。