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环境技术增刊
在役航空装备测试性定量评估验证研究及实践
王利明，祝华远，刘阳，纪云飞（海军航空大学青岛校区，青岛 266041）
摘要：阐述了在役航空装备测试性定量评估验证的目的和任务，明确了测试性定量指标要求，规范了测试点、参数的选取及控制要求，以故障检测率为例进行了测试性定量计算，并依据评估结果对在役航空装备进行了评估与验证。
关键词：航空装备；测试性；定量；评估验证
中图分类号：Ｖ２４１ 文献标识码：A 文章编号：1004-7204(2018)S1-0092-04
Research and Practice on Quantitative Evaluation and Verification of Testability for
Aeronautical Equipment in Service
WANG Li-ming, ZHU Hua-yuan, LIU Yang, JI Yun-fei
(Qingdao Campus of Naval Aviation University, Qingdao 266041)
Ａｂｓｔｒａｃｔ：The purpose and task of quantitative evaluation and verification of testability for aeronautical equipment in service are expounded, the requirements of quantitative indicators are clarified, and the test points, parameters selection and control requirements are standardized. Then the quantitative calculation of testability is carried out with the failure detection rate. Based on evaluation results, the aeronautical equipment in service is evaluated and verified.Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：aeronautical equipment; testability; quantitation; evaluation verification
前言
随着现代航空装备机载系统和设备的数字化、综合化水平日益提高，功能更全、组成越来越复杂，故障检测诊断、性能测试已经成为维修工作的关键环节。开展在役航空装备测试性评估与验证，摸清在役航空装备测试性水平，找出缺陷，并依据评估结果改进在役航空装备或在新研航空装备时用以指导研制阶段实施测试性分析、设计和验证，目的是使检测诊断更加简便、迅速、准确、可靠，使其具有更好的维修性，从而提高装备的战备完好性和减少使用保障费用。
对照在役航空装备研制总要求和综合保障建议书中明确的测试性指标，系统收集保障信息数据，通过定量定性分析，切实摸清其测试性水平，验证在役航空装备测试性指标的符合性。
１．２ 找出在役航空装备的质量缺陷
通过对在役航空装备测试性的分析，发现在役航空装备整机、系统、分系统及重要部附件在测试性设计、制造上的缺陷，提出提升在役航空装备测试性具体意见和建议。
１．３ 完善在役航空装备测试性要求
通过系统研究在役航空装备测试性要求，针对在役
１ 在役航空装备测试性定量评估验证目的和任务
１．１ 验证测试性指标的符合性
航空装备测试性具体要求，提出补充完善在役航空装备测试性要求的建议，提升在役航空装备测试性水平。
１．４ 探索在役航空装备测试性评估办法
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通过对在役航空装备测试性的检验评估，总结形成一套在役航空装备测试性评估的机制规范、方式方法和技术标准，探索在役航空装备测试性评估办法。
２ 在役航空装备测试性定量指标要求
根据在役航空装备研制总要求和综合保障建议书中的相关要求，明确的测试性定量指标为故障检测率、故障隔离率和虚警率，各项测试性指标如下。
２．１ 故障检测率ＲＦＤ
自检测的故障检测率在不含与包含启动自检测情况下分别不低于９５ ％和９８ ％；通过配套的检测设备和其它手段，应能对故障进行１００ ％的检测。
２．２ 故障隔离率ＲＦＩ
将故障隔离到一个外场可更换组件的概率分别不低于９３ ％和９８ ％；通过配套的检测设备和其它手段，应能对故障进行１００ ％的检测，并隔离到内场可更换组件或部件，在内场将故障隔离到一、二、三个内场可更换组件的概率分别不低于９０ ％、９５ ％和１００ ％。
２．３ 虚警率ＲＦＡ
新研及改进的设备虚警率不超过２ ％。
３ 在役航空装备测试点、参数的选取及控制
３．１ 测试点选择
应从系统级到内场可更换组件级，从外场到内场维修，按性能监控和维修测试要求统一考虑，应适应机内检测、原位检测和内场检测的需要；根据系统或设备功能关系设置故障检测所必需的测试点。同时根据系统或设备故障隔离到外场可更换组件或内场可更换组件的技术途径，合理确定故障隔离所必需的测试点；在满足故障检测和隔离要求的前提下，优化测试点。当测试点数量受限时，优先选用其故障影响系统任务或飞机安全的单元的测试点以及故障率高的单元的测试点。
３．２ 测试参数选取
应确保对系统或设备工作状态和性能监控的灵敏度，具有可观测性和明确的参数容差界限；机内测试装
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置测试参数容差应适当宽于内场自动测试设备的测试参数容差，降低内场测试的“重测合格率”。
３．３ 测试控制
系统或设备应具有明确的可预置初始状态；应提供
专用测试所需的激励信号和输入数据通道或电路，使检测设备能够控制内部部件或组件工作。
４ 在役航空装备测试性定量评估与验证
在役航空装备测试性定量评估与验证主要以故障检测率为例进行说明，故障隔离率和虚警率评估验证方法类似。
４．１ 故障检测率４．１．１ 指标要求
在役航空装备研制总要求中明确规定：电子设备的故障检测率要求不低于９０ ％。
４．１．２ 计算方法
采用公式计算故障检测率（ ＲＦＤ ）：
（１）
式中：
ＲＦＤ—故障检测率；
ＮＤ—在规定条件下用规定方法正确测出的故障数；Ｎ—在规定的时间内发生的故障总数。４．１．３ 数据分析
以收集到在役航空装备的故障信息数据为基础，进行分类处理，得到所需数据如表１所示。
故障检测率需要收集电子设备发生的故障情况，主要包括发生故障的电子设备的故障名称、故障判明方法、所属系统／设备等信息。表中发生的故障情况均是在平时飞行使用和维护保养中产生的，发现故障的方法均是该维修级别应具备的检测方式，并且每一个故障都得到了最终确认。在所有发生的故障里面，发生故障的部位涉及到了装备的所有层次（系统级／分系统级、设备、ＬＲＵ、ＳＲＵ等）。空勤和地勤人员对在平时飞行和机务保障过程中发生的故障情况记录的也比较详细。因此，
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上述数据符合采集要求，数据可用。
对以上故障信息数据按照采用ＢＩＴ和人工检测方式，将收集到发生过故障的系统经过分类处理如表２所示。
采用公式计算故障检测率（ ＲＦＤ ），将得到的结果整理如表３所示。
４．１．４ 结果
数据统计是以在役航空装备在实际使用条件下收集的测试性信息为基础。这些条件能代表实际使用和保障条件，使用与维修测试人员均经过正规的训练，各类测试和维修保障资源也是按规定配备的。在所有的故障卡
表1 某型在役航空装备电子设备部分测试性故障分析表序号系统/设备名称是否有BIT 12345671011121314151617181920
环控系统
是
任务通讯系统
是
自动飞行控制系
统
是
电源系统
是
故障件名称发电机主接触器液晶显示器液晶显示器伺服放大器综合非控计算机音频控制面板ACP大功率跳频滤波器机载超短波抗干扰电台收发信机
大功率跳频滤波器
计数器A浮标投放装置液晶显示器压力调节/关断活门
空气减压器空气减压器压力调节关断活门压力传感器空气减压器带摸球通用编程操作键盘
触摸键盘
检测方式BIT检测人工检查人工检查BIT检测BIT检测BIT检测BIT检测BIT检测BIT检测BIT检测BIT检测人工检查BIT检测人工检查人工检查人工检查BIT检测人工检查人工检查人工检查
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片中，每一个故障详细记录了发现的时机、故障部位、故障责任、所属系统／设备以及相应的分析建议等，符合评估验证要求。上述计算结果表明，某型在役航空装备在统计区间内都可以通过所有的检测手段及时的发现存在的故障情况，故障检测率达到１００ ％，符合指标要求。
４．２ 故障隔离率
按照公式计算故障隔离率（ ＲＦＩ ）如表４所示。
系统的隔离率符合指标要求，即各系统在完成自检后，能隔离到故障部件，给出故障的详细信息。
４．３ 虚警率
是否在BIT内
是否否是是是是是是是是否是否否否是否否否
BIT检测结果检测到--------检测到检测到检测到检测到检测到检测到检测到检测到----检测到------------检测到------------
BIT隔离结果
1LRU--------2LRU2LRU1LRU1LRU1LRU1LRU1LRU1LRU----2LRU------------1LRU------------
表2 某型在役航空装备电子设备部分故障检测信息统计表序号1234
系统/设备名称电源系统自动飞行控制系统任务通讯系统环控系统
故障总数
3246
BIT检出次数
1242
人工检出次数
2004
表3 某型在役航空装备电子设备部分故障检测率序号1234
系统/设备名称电源系统自动飞行控制系统任务通讯系统环控系统
故障检测率100 %100 %100 %100 %
指标要求90 %90 %90 %90 %
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表4 某型在役航空装备部分电子设备故障隔离计算结果序号12345678
系统/设备名称载机通讯系统多模式组合接收机
环控系统电源系统武器与外挂物管理系统
任务通讯系统自动飞行控制系统
磁探仪
故障隔离率
隔离1LRU100 %100 %100 %0 %1000 %60 %0 %
隔离2LRU0 %0 %0 %0 %0 %0 %20 %0 %
隔离3LRU0 %0 %0 %0 %0 %0 %0 %0 %
隔离1LRU90 %90 %90 %90 %90 %90 %90 %90 %
指标要求隔离2LRU95 %95 %95 %95 %95 %95 %95 %95 %
隔离3LRU100 %100 %100 %100 %100 %100 %100 %100 %
表5 某型在役航空装备部分系统虚警统计情况
统计期间发类别
生虚警情况新研新研新研改进新研新研新研改进新研新研新研新研改进改进改进新研改进改进新研新研新研新研
无虚警无虚警无虚警无虚警无虚警偶尔虚警无虚警----偶尔虚警无虚警无虚警无虚警无虚警偶尔虚警偶尔虚警虚警多无虚警偶尔虚警偶尔虚警虚警较少偶尔虚警虚警多
无自检功能
由于在统计期间各设备产生的故障数据很少（最多
备注
序号123456710111213141516171819202122
设备名称交流电源系统任务系统配电装置电源参数采集显示系统座舱温度控制系统武器舱加温系统××系统备份仪表××系统自动驾驶仪子系统飞行指引子系统升降舵调整片配平子系统
自动油门子系统××导航系统××航姿系统××系统任务通信系统飞行数据记录系统
××雷达武器与外挂物管理系统
磁探仪××数据记录系统××数据处理系统
的只有５次），因此，只要在统计期间发生了虚警，该设备的虚警率一定是大于２ ％的。
５ 结论
通过对在役航空装备测试性定量评估与验证，其故障检测率、故障隔离率符合研制总要求中的测试性定量指标要求，虚警率不满足要求，定量评估结果与使用单位人员对该型在役航空装备各系统测试性的整体评价基本相符，可较为客观地表征其测试性设计和研制水平。
参考文献：
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[5] 陈希祥,邱静,刘冠军.装备系统BIT权衡分析与选择技术研究[J].
在研制总要求里，规定新研及改进的设备虚警率不超过２ ％，虽然在役航空装备虚警次数未被统计上来，但根据使用单位反映，把评估期间各设备发生虚警的情况作了汇总，如表５所示。
仪器仪表学报.2011(09):2079-2086.
作者简介：
王利明（1978-），男，海军航空大学青岛校区副教授，硕士研究生，主要从事航空装备管理与保障教学与科研工作。
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