基于FMECA 的通信測試設備技術改造

杜 洋

（航空工業西飛，西安 710089）

1 引言

數據鏈系統是飛機通信系統的重要組成部分，用于飛機與飛機之間，飛機與地面指揮所之間構建一個鏈路網絡，以滿足指令、信息等的交互和實時感知戰場態勢，對于飛行和作戰任務的執行具有重要的意義。數據鏈系統作為機上極為重要的設備，若能進行準確的裝機前測試、故障診斷、復查及定位，能達到事半功倍的效果。不同機型相應配套的數據鏈的軟件和技術狀態有一定差異，對于地面試驗室，有必要對現有老舊測試設備進行升級改造以達到通用的效果。

2 FMECA 介紹

2.1 概述

FMECA 以故障模式及影響分析（FMEA）和危害性分析（CA）組成。FMEA 指的是分析產品中每一個可能的故障模式并確定其對該產品及上層產品所產生的影響，以及把每一個故障模式按其影響的嚴重程度予以分類的一種技術。CA 指的是對產品中的每個故障模式發生的概率及其危害程度所產生的綜合影響進行分析，全面評價產品各種可能出現的故障模式的影響。FMECA 即量化分析故障模式影響的危害程度。

2.2 方法

FMECA 分析有硬件法和功能法兩種基本方法。對復雜系統也將兩種方法結合起來。依據系統設計的狀態、復雜程度及可利用信息的多少來確定采用哪種方法進行分析。

（1）功能法。該方法按照產品的功能輸出分類，一般自上而下分析時采用。用該方法進行FMEA 可能忽略某些故障模式；（2）硬件法。該方法主要以評價故障開始，列出表格，并對可能發生的故障及其影響進行分析，可從任一層次開始向上一層次方向分析，即自下而上分析。（3）組合法。系統設計尚未全部完成時采用。對設計已確定的部分采用硬件法，設計未確定的部分采用功能法。

2.3 約定層次

根據需要將產品以功能關系或硬件結構來劃分功能層次或結構層次。分析產品中每一個可能的故障模式并確定其對該產品及上層所產生的影響，把每一個故障模式按其影響的嚴重程度予以分類。

3 工藝性分析

3.1 評估當前

數據鏈系統的測試條件缺失及測試設備老化會造成以下影響：

（1）影響裝機后通電故障的復查、分析和定位，影響裝機質量及排故效率。（2）購置相關測試設備費用巨大。（3）故障率控制不高，無法在裝機前有效判斷機載設備的質量好壞。通過對原有的數據鏈測試臺進行升級改進，使其同時滿足多型號相關的技術要求，且花費極少。為裝機前校驗、故障復查、故障分析定位以及后續的機載設備維修提供可靠的技術條件支持。

3.2 風險分析

按工藝流程運用FMECA 分析結果進行早期評判，以便預測或監控潛在的工藝風險和關鍵難點。以下為風險分析：

（1）無準確的數據來源及錄入，無法建立數據庫實時控制。（2）設備運行中的危險性分析，操作過程中有可能對機載設備造成損害。（3）該系列產品差異過大，改造難度及成本提高。

4 控制措施

4.1 故障庫的建立

故障診斷是降低故障率最有效的手段之一，其最有效的實現手段即是故障庫的建立。在建立不同型號的一批機載設備故障數據庫基礎上來升級改造設備達到實時跟蹤、解析相關情況的效果。

（1）故障分類：研究機載設備功能結構，分解結構層次。解析機上出現的故障所對應的試驗室技術指標；完成數據快速分析和匯總。

（2）建立合格定性功能描述，將每個數據因素的種類標準化，確保錄入信息的準確性和規范性，能快速在庫中檢索相應故障。

（3）建立影響關系網絡。從內、外場各個情況收集數據，減少重復數據錄入工作。

（4）統計分析數據，控制過程。將數據進行鏡像數據對比，驗證了設計方案的準確性。

4.2 改造實施

（1）根據設計方案及項目經費，計算最大利用率。

（2）在保障硬件系統電路兼容及信號完整的前提下，以升級優化軟件來實現最初方案設計所需要所有功能。

（3）故障庫實施更新，有助于日后故障診斷及機載設備的修理。

（4）人員培訓，保障實際的使用安全。

4.3 系統試驗和驗證

（1）對調試方案進行研究、分析，確定操作的正確性與可操作性。

（2）驗證是否能正常測試數據鏈的功能，是否能注入規劃等功能。

5 達到的目標

改造后的測試臺投入使用即可提升裝機機載設備的一次性合格率，不僅完善了測試環境；直接準確地驗證設備性能，為快速、精準定位故障提供更為可靠的技術保障；能發現并解決傳統測試手段中無法檢測的問題，有效排查機載設備隱性問題。

通過建立的故障庫數據分析計算，具備試驗室測試條件的機載設備在裝機前故障率明顯低于無試驗條件的機載設備。

該測試臺的集成化優勢使以往兩、三臺設備的功能集中在一臺測試臺中，經濟效益優勢明顯。