基于多信號(hào)相關(guān)性模型的TMAS測(cè)試性建模仿真分析技術(shù)

楊新星，秦 赟，奚 俊，張志強(qiáng)

(1. 海軍裝備部駐南京地區(qū)第二軍事代表室，南京 211153；2. 中國船舶集團(tuán)有限公司第八研究院，南京 211153)

0 引 言

隨著武器裝備性能的日益提高及技術(shù)的快速發(fā)展，測(cè)試性受到越來越多的重視。GJB2547A-2012《裝備測(cè)試性通用工作》中對(duì)測(cè)試性的定義：產(chǎn)品能及時(shí)、準(zhǔn)確地確定其狀態(tài)(可工作，不可工作，性能下降)和隔離其內(nèi)部故障的一種設(shè)計(jì)特性。[1]

作為裝備的一種設(shè)計(jì)特性，測(cè)試性具有與通用質(zhì)量特性中可靠性、維修性、保障性、安全性等同等重要的位置，是構(gòu)成武器裝備質(zhì)量特性的重要組成部分。良好的測(cè)試性分析與診斷能力是確保裝備戰(zhàn)備完好性、任務(wù)成功性的重要中間環(huán)節(jié)。

在目前的裝備測(cè)試性設(shè)計(jì)過程中普遍存在以下問題：測(cè)試設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、故障檢測(cè)率不高；測(cè)試點(diǎn)設(shè)計(jì)冗余、基本可靠性影響過大、資源費(fèi)用浪費(fèi)；測(cè)試點(diǎn)類型設(shè)計(jì)不合理、故障隔離率低。這些問題嚴(yán)重制約了裝備的戰(zhàn)備完好性、任務(wù)成功性。

本文研究了基于多信號(hào)模型的測(cè)試性建模仿真分析方法，并應(yīng)用測(cè)試性分析軟件TMAS，對(duì)典型裝備進(jìn)行了測(cè)試性建模、仿真與分析，為裝備的測(cè)試性設(shè)計(jì)的提高提供了一種定性、定量分析支持方法。

1 測(cè)試性設(shè)計(jì)技術(shù)及主要參數(shù)

1.1 測(cè)試性設(shè)計(jì)技術(shù)

測(cè)試性設(shè)計(jì)技術(shù)的快速發(fā)展經(jīng)歷了由外部測(cè)試到機(jī)內(nèi)測(cè)試(Built-in Test，BIT)、智能BIT到綜合診斷直至目前先進(jìn)的預(yù)測(cè)與健康管理的發(fā)展過程。測(cè)試性設(shè)計(jì)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)試性是產(chǎn)品的一種設(shè)計(jì)特性，是伴隨功能原理設(shè)計(jì)時(shí)賦予產(chǎn)品的一種固有屬性。

測(cè)試性設(shè)計(jì)技術(shù)主要有以下幾種[2]：(1)固有測(cè)試性；(2)機(jī)內(nèi)測(cè)試；(3)外部自動(dòng)測(cè)試；(4)人工測(cè)試；(5)綜合診斷；(6)健康管理。

目前，(1)～(4)項(xiàng)設(shè)計(jì)為常規(guī)測(cè)試性設(shè)計(jì)，其中固有測(cè)試性和BIT為目前裝備設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，外部自動(dòng)測(cè)試和人工測(cè)試根據(jù)裝備使用環(huán)境、裝備測(cè)試條件等選擇使用；(5)～(6)項(xiàng)是對(duì)現(xiàn)有測(cè)試性設(shè)計(jì)技術(shù)的重要擴(kuò)展，也是裝備測(cè)試性設(shè)計(jì)的發(fā)展研究方向。

本文研究的測(cè)試性建模仿真分析技術(shù)主要針對(duì)設(shè)計(jì)技術(shù)對(duì)象為固有測(cè)試性、BIT，以及用戶可實(shí)現(xiàn)的人工測(cè)試和部分綜合診斷。

1.2 測(cè)試性主要參數(shù)

測(cè)試性設(shè)計(jì)的性能參數(shù)有故障檢測(cè)率、關(guān)鍵故障檢測(cè)率、故障覆蓋率、故障隔離率、虛警率、平均虛警間隔時(shí)間、平均故障檢測(cè)時(shí)間、平均故障隔離時(shí)間、平均診斷時(shí)間、平均BIT運(yùn)行時(shí)間、誤拆率、不能復(fù)現(xiàn)率等[2],其中裝備常用的測(cè)試性參數(shù)主要有：

(1) 故障檢測(cè)率是指在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)用規(guī)定的方法正確檢測(cè)到的故障數(shù)與被測(cè)單元發(fā)生的故障總數(shù)之比；

(2) 故障隔離率是指在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)用規(guī)定的方法正確隔離到不大于規(guī)定的可更換單元數(shù)的故障數(shù)與同一時(shí)間內(nèi)檢測(cè)到的故障數(shù)之比；

(3) 虛警率是指在規(guī)定的工作時(shí)間內(nèi)發(fā)生的虛警數(shù)與同一時(shí)間內(nèi)的故障指示總數(shù)之比。

本文研究的測(cè)試性建模仿真分析技術(shù)可分析預(yù)計(jì)的參數(shù)主要為故障檢測(cè)率和故障隔離率。

2 測(cè)試性建模及多信號(hào)相關(guān)性圖示模型

2.1 測(cè)試性建模概述

作為一項(xiàng)重要的測(cè)試性設(shè)計(jì)工作內(nèi)容，建立測(cè)試性模型包含在GJB 2547A-2012《裝備測(cè)試性通用工作》的測(cè)試性設(shè)計(jì)與分析工作項(xiàng)目要求中，其目的是建立產(chǎn)品的測(cè)試性模型，用于分配、預(yù)計(jì)、設(shè)計(jì)和評(píng)價(jià)產(chǎn)品的測(cè)試性。[1]

在模型建立的基礎(chǔ)上，可通過測(cè)試性仿真軟件進(jìn)行測(cè)試性輔助設(shè)計(jì)及仿真評(píng)價(jià)。測(cè)試性建模分析工作應(yīng)在裝備系統(tǒng)的初步設(shè)計(jì)階段開展，隨著設(shè)計(jì)的深入應(yīng)該逐步迭代該項(xiàng)工作，不斷細(xì)化模型以反映系統(tǒng)的變化。在初步設(shè)計(jì)階段可通過建模仿真預(yù)計(jì)結(jié)果調(diào)整方案階段測(cè)試性指標(biāo)的分配，而在詳細(xì)設(shè)計(jì)階段可用于指導(dǎo)對(duì)測(cè)試性設(shè)計(jì)的優(yōu)化。通過對(duì)測(cè)試點(diǎn)及測(cè)試方法的不斷去冗余、增加必要測(cè)試等優(yōu)化設(shè)計(jì)，或者發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)流程中的問題進(jìn)行調(diào)整修改和重新劃分設(shè)計(jì)等工作，不斷完善設(shè)計(jì)迭代仿真，直至仿真預(yù)計(jì)結(jié)果滿足總體或任務(wù)書對(duì)測(cè)試性故障檢測(cè)率和故障隔離率指標(biāo)的要求，給出仿真條件下裝備測(cè)試性評(píng)價(jià)，利用診斷策略可以直接建立用于BIT或ATE的診斷算法，或者用于人工測(cè)試的診斷流程。

2.2 多信號(hào)相關(guān)性圖示模型

美國DSI公司的創(chuàng)始人De Paul從20世紀(jì)60年代開始首先將相關(guān)性模型應(yīng)用于裝備的診斷開發(fā)。相關(guān)性模型是一種以相關(guān)性推理為基礎(chǔ)按照故障如何被發(fā)現(xiàn)的過程來設(shè)計(jì)故障檢測(cè)和隔離的方法，可以直接用于解決故障檢測(cè)和隔離問題。

基于相關(guān)性的模型主要有相關(guān)性圖示模型和相關(guān)性數(shù)學(xué)模型。相關(guān)性圖示模型可以直觀地圖形化展示單元與測(cè)試之間的關(guān)系，而相關(guān)性數(shù)學(xué)模型則是用D矩陣方式描述了單元與測(cè)試之間的相關(guān)性。相關(guān)性圖示模型、相關(guān)性數(shù)學(xué)模型示意圖如圖1所示。

圖1中信號(hào)流比較簡(jiǎn)單，單元模塊的故障模式F也比較單一，且故障模式F未設(shè)置功能概念，因此引入多信號(hào)模型(Multi-Signal Model)的概念。多信號(hào)模型為目前相關(guān)性圖示模型中的一種常用模型， 也是常用測(cè)試性分析軟件的基礎(chǔ)模型，采用圖1相關(guān)性圖示模型中的帶箭頭指示的線段描述故障傳遞關(guān)系。考慮到多種故障模式，每種故障模式可以看成一種單一信號(hào)，故稱為多信號(hào)模型。只需要對(duì)故障模式如何傳遞到各個(gè)測(cè)試點(diǎn)進(jìn)行建模，并把故障模式分為功能故障和完全故障2種類型。[3]

圖1 相關(guān)性圖示、數(shù)學(xué)模型示意圖

多信號(hào)模型圖形化表示了裝備的組成、結(jié)構(gòu)層次、多信號(hào)流程、多種故障模式、功能等，將一組單信號(hào)的傳遞過程附加到結(jié)構(gòu)模型上。所以，模型與系統(tǒng)原理流程圖密切相關(guān)，更加接近于系統(tǒng)的物理結(jié)構(gòu)。此外,由于模型中的信號(hào)是獨(dú)立的,信號(hào)之間不會(huì)相互影響。這些特征使得多信號(hào)流圖模型建模簡(jiǎn)單、模型的集成和驗(yàn)證都相對(duì)簡(jiǎn)單[4]，特別適用于大型復(fù)雜系統(tǒng)。

3 TMAS建模分析實(shí)例

3.1 TMAS軟件

目前，國內(nèi)最具代表性的基于相關(guān)性模型的測(cè)試性分析工具是北京航空航天大學(xué)可靠性工程研究所的測(cè)試性建模與分析系統(tǒng)(Testability Modeling and Analysis System，TMAS)。

TMAS集測(cè)試性建模、測(cè)試性分析和診斷推理三大功能于一體，可廣泛地應(yīng)用于大型復(fù)雜電子、機(jī)械、機(jī)電系統(tǒng)等復(fù)雜系統(tǒng)的測(cè)試性設(shè)計(jì)與分析，可快速地建立符合相關(guān)性理論和多信號(hào)流圖的層次化圖形模型，并快捷完成分析、修改再分析工作。

通過測(cè)試性分析，TMAS可輸出模型組成、模型匯總、故障源匯總、測(cè)試匯總、模型統(tǒng)計(jì)參數(shù)等建模匯總類信息；同步完成對(duì)裝備的定性分析和定量分析，其中定性分析是指對(duì)不可檢測(cè)故障、故障模糊組情況、冗余測(cè)試、反饋環(huán)、隱蔽故障等的分析。定量分析是指對(duì)測(cè)試性參數(shù)故障檢測(cè)率和故障隔離率的分析。同時(shí)，TMAS還可輸出圖形或表格形式的診斷策略用于BIT或ATE的診斷算法建立和人工測(cè)試的診斷流程，并提供了D矩陣的自動(dòng)化生成功能供設(shè)計(jì)師進(jìn)行相關(guān)性數(shù)學(xué)模型的測(cè)試性分析。此外，測(cè)試性分析還能提出針對(duì)裝備原有測(cè)試性設(shè)計(jì)不足的建議，分析結(jié)果便于下一步的測(cè)試性改進(jìn)設(shè)計(jì)。

3.2 建模分析流程

應(yīng)用以上測(cè)試性基礎(chǔ)研究及模型理論研究的成果，對(duì)某裝備進(jìn)行了測(cè)試性設(shè)計(jì)的建模仿真分析實(shí)例化操作。針對(duì)該裝備TMAS測(cè)試性建模分析的主要流程如下：

(1) 資料收集

在進(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：(1)該裝備整機(jī)、分系統(tǒng)、模塊等各個(gè)層次的可用設(shè)計(jì)信息，如裝備研制總要求中規(guī)定的測(cè)試性指標(biāo)要求；(2)整機(jī)、分機(jī)方案中設(shè)計(jì)的組成結(jié)構(gòu)層次、功能原理流程、測(cè)試性指標(biāo)預(yù)計(jì)值；(3)各層級(jí)FME(C)A分析結(jié)果等。本分析實(shí)例考慮故障率情況下的分析，還收集了各模塊可靠性預(yù)計(jì)數(shù)據(jù)。考慮維修性相關(guān)分析還需收集操作說明、維護(hù)信息等。但是，這些不是測(cè)試性分析所必需的，本分析實(shí)例暫未考慮維修性相關(guān)分析。

(2) 故障模式與測(cè)試方法分析

在收集的資料尤其是FME(C)A分析結(jié)果的基礎(chǔ)上，結(jié)合故障的相關(guān)信息在系統(tǒng)級(jí)別、分系統(tǒng)級(jí)別、模塊級(jí)別依次開展測(cè)試性分析。分析內(nèi)容主要包括故障模式、測(cè)量參數(shù)/測(cè)試點(diǎn)、測(cè)試方法的選擇等，形成了基于FME(C)A分析的測(cè)試性信息分析報(bào)告。

分析中需注意裝備各層次均應(yīng)進(jìn)行故障模式與測(cè)試方法分析以獲取測(cè)試性設(shè)計(jì)信息。分析工作是逐步深入和細(xì)化的過程，經(jīng)過了多輪反復(fù)迭代。該流程步驟是整個(gè)建模仿真分析的核心重點(diǎn)。輸出的故障模式、測(cè)量參數(shù)、測(cè)試點(diǎn)(測(cè)試部位)、測(cè)試內(nèi)容、測(cè)試方法等測(cè)試性信息是測(cè)試性仿真分析的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。它們的詳細(xì)、準(zhǔn)確程度直接決定了仿真分析的結(jié)果。

值得說明的是，測(cè)試性設(shè)計(jì)中模塊級(jí)故障模式分析更多的應(yīng)該還是從功能故障模式去考慮。這其中涉及測(cè)試性設(shè)計(jì)是采用基于功能或數(shù)據(jù)流的測(cè)試還是基于硬件故障的測(cè)試方法選擇。選擇不是絕對(duì)的，而是根據(jù)具體情況。基于功能或數(shù)據(jù)流的測(cè)試往往比較復(fù)雜，但直接反映故障模式。基于硬件故障的測(cè)試簡(jiǎn)單，但往往間接反映故障模式，而且多故障原因下容易測(cè)試不全面導(dǎo)致漏報(bào)。

(3) 層次化建立裝備的結(jié)構(gòu)模型

根據(jù)裝備收集到的組成結(jié)構(gòu)層次框圖以及要求測(cè)試性分析的層次深度建立裝備的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層次化模型。TMAS系統(tǒng)的層次化模型支持System、Subsystem、LRU、SRU、Module、Component、FailureMode幾個(gè)層次，并可用戶自定義層次配置。根據(jù)裝備測(cè)試性指標(biāo)要求的級(jí)別以及裝備設(shè)計(jì)常用的劃分靈活配置。本次分析的裝備測(cè)試性指標(biāo)要求檢測(cè)隔離到LRU級(jí)，則選擇了System、Subsystem、Cabinet(自定義)、LRU、FailureMode層次，對(duì)應(yīng)整機(jī)、分系統(tǒng)、分機(jī)/插箱、可更換單元模塊、故障模式共5個(gè)層次。基礎(chǔ)FailureMode層次為L(zhǎng)RU級(jí)FME(C)A分析的故障模式結(jié)果。

(4) 添加模塊、故障模式、功能

根據(jù)收集到的組成結(jié)構(gòu)層次框圖，以及FME(C)A的分析結(jié)果，在TMAS中圖示化建立層次，分析層次下添加功能模塊、在功能模塊下添加分析對(duì)應(yīng)的故障模式。在TMAS中層次、模塊、故障模式均由“模塊”圖元實(shí)現(xiàn)，在設(shè)置中選擇屬性加以區(qū)分。層次、模塊必須設(shè)置名稱、端口信息；故障模式必須設(shè)置名稱、端口信息、可靠性參數(shù)(含嚴(yán)酷度等級(jí))，選擇性設(shè)置功能、維修性技術(shù)數(shù)據(jù)、自測(cè)試等相關(guān)信息。

TMAS中的功能為一種特殊的信號(hào)：關(guān)聯(lián)了某一功能的故障源只能被同樣關(guān)聯(lián)了該功能的測(cè)試檢測(cè)到，而不能被沒有關(guān)聯(lián)該功能的測(cè)試檢測(cè)到。簡(jiǎn)單理解可以將功能理解為具有特定處理的功能，而且可以設(shè)置專門對(duì)應(yīng)的測(cè)試來檢測(cè)該功能的失效。可在模塊或故障模式設(shè)置界面中添加功能，并將其關(guān)聯(lián)到故障模式中去。

(5) 在模塊、故障模式間建立信號(hào)流連接

根據(jù)收集到的整機(jī)、分機(jī)功能原理流程圖在模塊之間添加單向信息流連線，使各個(gè)模塊實(shí)現(xiàn)互聯(lián)。此連線表示模塊之間的信息傳遞關(guān)系，故障模式、功能可以通過連線進(jìn)行傳播，而且多種功能可以通過同一連線進(jìn)行傳播。

在此需要注意的是，建模所需的信息流程圖能表明裝備系統(tǒng)中主要信息流轉(zhuǎn)的過程即可，與實(shí)際裝備系統(tǒng)多類型復(fù)雜連線要有區(qū)別。主要考慮滿足故障模式沿該信息流傳播(故障對(duì)當(dāng)前信息流造成影響)的需求，不能劃分太粗，導(dǎo)致故障模式影響到本不會(huì)影響的信號(hào)，影響建模分析的結(jié)果；也不能劃分太細(xì)，導(dǎo)致無謂的浪費(fèi)、增加建模的難度及工作量。

(6) 添加測(cè)試點(diǎn)及測(cè)試

根據(jù)實(shí)際情況設(shè)置測(cè)試點(diǎn)。測(cè)試點(diǎn)指的是實(shí)際工程中設(shè)計(jì)、執(zhí)行測(cè)試的位置。在同一個(gè)測(cè)試點(diǎn)可以執(zhí)行多種測(cè)試。測(cè)試方法類型是必須設(shè)置的，可選擇性設(shè)置測(cè)試費(fèi)用、測(cè)試時(shí)間等。在TMAS中提供了兩種測(cè)試點(diǎn)，即普通測(cè)試點(diǎn)與限定性測(cè)試點(diǎn)。兩種測(cè)試點(diǎn)的分析結(jié)果有所區(qū)別。限定性測(cè)試點(diǎn)中的測(cè)試如果關(guān)聯(lián)了某功能，則該測(cè)試只能測(cè)到關(guān)聯(lián)了相同功能的故障源，而測(cè)不到未關(guān)聯(lián)任何功能的故障源以及關(guān)聯(lián)了不同功能的故障源。普通測(cè)試點(diǎn)中的測(cè)試如果關(guān)聯(lián)了某功能，則該測(cè)試能測(cè)到關(guān)聯(lián)了相同功能的故障源以及未關(guān)聯(lián)任何功能的故障源，而測(cè)不到關(guān)聯(lián)了不同功能的故障源。簡(jiǎn)單理解可以認(rèn)為普通測(cè)試點(diǎn)基于故障模式數(shù)據(jù)流傳遞的測(cè)試，限定性測(cè)試點(diǎn)可以用于一些專有功能測(cè)試的情況。在使用選擇時(shí)可靈活把握選用原則，一種典型的選擇原則是基于數(shù)據(jù)流的測(cè)試可選擇普通測(cè)試點(diǎn)，基于具體故障的測(cè)試可選擇限定性測(cè)試點(diǎn)。

(7) 測(cè)試性自動(dòng)分析及人工分析

模型建立完成后進(jìn)行數(shù)據(jù)校核，確認(rèn)無誤后可進(jìn)行測(cè)試性自動(dòng)分析。選擇分析范圍、隔離層次、分析所用的測(cè)試類型；是否分析未檢測(cè)故障、模糊組、冗余測(cè)試等；設(shè)置工作模式和配置的選擇分析何種模式。軟件可自動(dòng)分析給出相關(guān)結(jié)果，主要如下：

? 建模匯總類信息：模型組成、模型匯總、故障源匯總、測(cè)試匯總、模型統(tǒng)計(jì)參數(shù)等；

? 定性分析：不可檢測(cè)故障、故障模糊組、冗余測(cè)試、反饋環(huán)、隱蔽故障等；

? 定量分析：測(cè)試性參數(shù)故障檢測(cè)率和故障隔離率(分別隔離到1、2、3個(gè)LRU)的分析結(jié)果；

? 圖形或表格形式的診斷策略(故障診斷二叉樹)；

? D矩陣信息。

圖2～4展示了本分析實(shí)例的部分仿真結(jié)果。

圖2 測(cè)試性圖形建模結(jié)果

(8) 模型修正和迭代分析

建立復(fù)雜電子系統(tǒng)的測(cè)試性模型通常需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行修正。下面列出幾種經(jīng)常遇到的情況及修正方法：

? 如果一個(gè)系統(tǒng)存在冗余結(jié)構(gòu)，可應(yīng)用相關(guān)性模型的一個(gè)基本假設(shè)：“在任何時(shí)刻當(dāng)被測(cè)單元處于故障狀態(tài)時(shí)，認(rèn)為只有一個(gè)組成單元發(fā)生了故障，即單故障假設(shè)”[2]，結(jié)合建模分析的基本原理是故障在傳遞過程中的檢測(cè)性，將冗余結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單進(jìn)行并聯(lián)建模，即單一故障即全故障，同時(shí)在故障模式的可靠性參數(shù)中將嚴(yán)酷度等級(jí)下調(diào)；

? 如果一個(gè)系統(tǒng)有不同的運(yùn)行模式，則使用“工作模式和配置”選項(xiàng)進(jìn)行建模，分析時(shí)可針對(duì)不同工作模式單獨(dú)分析；

? 反饋環(huán)即電路中的閉環(huán)設(shè)計(jì)，它將導(dǎo)致不可解決的故障模式模糊集合，需分析修正結(jié)構(gòu)、流程以避免不必要的反饋環(huán)設(shè)計(jì)；

? 不可檢測(cè)故障指利用現(xiàn)有測(cè)試不能檢測(cè)的故障模式；冗余測(cè)試指具有相同特征(即檢測(cè)同一個(gè)故障模式集)的測(cè)試。需仔細(xì)分析，通過增加、刪除、修改測(cè)試點(diǎn)等措施加以修正；

? 故障模糊組指一組具有相同可觀測(cè)特征的故障模式集合，故障模糊組直接導(dǎo)致故障隔離率的降低，需分析產(chǎn)生原因，選擇性地通過調(diào)整測(cè)試點(diǎn)、修改信號(hào)流程等措施改進(jìn)設(shè)計(jì)。

3.3 結(jié)果分析

針對(duì)本分析實(shí)例的仿真結(jié)果進(jìn)行分析：

(1) 將測(cè)試性圖形建模結(jié)果(圖2)、D矩陣結(jié)果與相關(guān)性圖示、數(shù)學(xué)模型示意圖(圖1)進(jìn)行對(duì)比，可以看出：在建模中每個(gè)模塊均考慮了多種故障模式，信號(hào)流也多種多樣，故障模式中也對(duì)應(yīng)設(shè)置了功能模式。借助生成D矩陣信息，還可人工進(jìn)行相關(guān)性數(shù)學(xué)模型的測(cè)試性分析。

(2) 故障診斷二叉樹(圖4)直觀地以圖形形式表達(dá)了當(dāng)前建模的診斷策略，根據(jù)每一步測(cè)試結(jié)果進(jìn)行下一步的診斷測(cè)試，直至進(jìn)行到底層事件，即最終故障診斷結(jié)果。人工查看該診斷策略是否符合實(shí)際裝備設(shè)計(jì)，最終結(jié)果用于BIT或ATE的診斷算法建立和人工測(cè)試的診斷流程。在本實(shí)例結(jié)果圖中明顯可看到下方底層事件有模糊度為3的故障模糊組。

圖4 故障診斷二叉樹

(3) 從測(cè)試性建模仿真結(jié)果(圖3)可以看出，該分系統(tǒng)檢測(cè)率及隔離率都不高。設(shè)計(jì)師可具體查看不可檢測(cè)故障及模糊組等具體報(bào)告子項(xiàng)了解具體問題。

圖3 檢測(cè)率、隔離率、不可檢測(cè)故障等仿真結(jié)果

結(jié)合TMAS軟件提供的一種特殊的DFT模式，查看模型故障源信號(hào)傳播路徑以及故障、測(cè)試之間傳遞關(guān)聯(lián)建立不當(dāng)問題。分析不可檢測(cè)故障產(chǎn)生的原因，是故障傳遞流程設(shè)置錯(cuò)誤、測(cè)試點(diǎn)位置設(shè)置錯(cuò)誤、測(cè)試類型設(shè)計(jì)錯(cuò)誤還是實(shí)際工程中本故障就難以測(cè)試等等，針對(duì)性地加以修正改進(jìn)設(shè)計(jì)。本例中網(wǎng)絡(luò)模塊原設(shè)計(jì)考慮只是一個(gè)對(duì)外接口傳輸通道，不方便檢測(cè)，改進(jìn)設(shè)計(jì)時(shí)可借由主機(jī)模塊的初始化設(shè)置上電BIT，開機(jī)過程中利用板卡狀態(tài)與外部數(shù)據(jù)流綜合判斷的周期BIT，以達(dá)到模塊的可檢測(cè)。雙冗余電源原本設(shè)計(jì)是考慮沒有供電，主機(jī)模塊無法檢測(cè)故障，改進(jìn)設(shè)計(jì)可考慮電源的冗余性，互相支持檢測(cè)，輔以人工檢測(cè)電源指示燈的方法實(shí)現(xiàn)模塊的可檢測(cè)。

分析模糊組及反饋環(huán)等主要子項(xiàng)報(bào)告，查找形成原因并消除，即可提升隔離率指標(biāo)。本例中視頻發(fā)送模塊、光纖接口模塊、電源為模糊組，分析后主要原因?yàn)椋?1)電源只設(shè)計(jì)了指示燈檢測(cè)點(diǎn)，分析隔離率時(shí)未將該人工測(cè)試類別加入分析，非設(shè)計(jì)原因；(2)視頻信息由視頻發(fā)送模塊傳輸至光纖接口模塊，經(jīng)接口轉(zhuǎn)換后再輸出。原測(cè)試設(shè)計(jì)采用了在光纖接口模塊輸出端設(shè)置檢測(cè)數(shù)據(jù)流的測(cè)試方法，無法定位視頻無輸出故障具體是由兩個(gè)模塊中哪一個(gè)導(dǎo)致，模糊度為2。針對(duì)第2個(gè)原因，優(yōu)化測(cè)試點(diǎn)設(shè)計(jì)，在前端視頻發(fā)送模塊增加設(shè)置測(cè)試點(diǎn)，測(cè)試前端視頻發(fā)送模塊送出的視頻數(shù)據(jù)流，或者當(dāng)前端無法設(shè)置測(cè)試點(diǎn)時(shí)可在后端光纖接口模塊增加基于功能的測(cè)試點(diǎn)(該功能定義為“前端視頻發(fā)送模塊輸出”，即在數(shù)據(jù)流中設(shè)計(jì)專門的前端數(shù)據(jù)流特征標(biāo)識(shí)用于區(qū)分前端后端數(shù)據(jù))，均可以將模糊度提高為1。

經(jīng)過以上分析處理，該分系統(tǒng)自身的檢測(cè)隔離率指標(biāo)均達(dá)到100%(基于當(dāng)前分析的基礎(chǔ)故障模式數(shù)據(jù)條件下)。通過對(duì)測(cè)試點(diǎn)及測(cè)試方法的增加必要測(cè)試、設(shè)置功能測(cè)試、去冗余、等優(yōu)化設(shè)計(jì)，或者發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)流程中的問題進(jìn)行調(diào)整修改和重新劃分設(shè)計(jì)等工作，不斷模型修正、迭代仿真，直至仿真預(yù)計(jì)結(jié)果滿足總體或任務(wù)書對(duì)測(cè)試性故障檢測(cè)率和故障隔離率指標(biāo)的要求。

4 結(jié)束語

本文介紹了基于多信號(hào)相關(guān)性圖示模型的TMAS軟件測(cè)試性建模仿真技術(shù)與應(yīng)用研究過程，主要包括：

(1) 研究了測(cè)試性設(shè)計(jì)技術(shù)、測(cè)試性主要參數(shù)；

(2) 研究了測(cè)試性建模的相關(guān)性模型基礎(chǔ)；

(3) 基于相關(guān)性模型中典型的多信號(hào)模型，實(shí)際應(yīng)用TMAS軟件對(duì)某裝備進(jìn)行了測(cè)試性建模仿真分析，研究了TMAS測(cè)試性建模仿真分析技術(shù)流程及每個(gè)步驟的重點(diǎn)關(guān)注事項(xiàng)。

通過對(duì)模型理論研究以及對(duì)仿真分析流程的構(gòu)建研究，初步實(shí)現(xiàn)了對(duì)真實(shí)裝備測(cè)試性設(shè)計(jì)的建模仿真分析，評(píng)估了裝備目前的測(cè)試性設(shè)計(jì)水平，發(fā)現(xiàn)并解決了部分測(cè)試性設(shè)計(jì)問題，為裝備的測(cè)試性設(shè)計(jì)提高提供了一種定性定量分析支持方法，有益于裝備維修性、可靠性等的設(shè)計(jì)提高，對(duì)提升裝備的戰(zhàn)備完好性、任務(wù)成功性具有重要的意義。