基于测试性约束的鱼雷总体集成与测试研究

徐 枫

（海军装备部,陕西西安，710065）

基于测试性约束的鱼雷总体集成与测试研究

徐 枫

（海军装备部,陕西西安，710065）

本文从测试与测试性、测试性与鱼雷总体集成测试等方面，开展了鱼雷武器装备在测试性约束条件下的总体集成与测试研究，可为后续鱼雷武器装备型号的总体集成与测试过程提供指导与参考。

测试性；集成测试

0 引言

随着军队对武器装备战斗力和保障能力需求的不断提高，测试性作为武器装备“六性”之一，在武器装备研制中越来越受到重视和加强，要求将测试性贯穿于装备的论证、设计、试制、生产、使用与维修等全寿命周期中。鱼雷作为水中兵器，结构复杂，使用和故障维修难度大，因此，在具有测试性约束的条件下，考虑如何开展鱼雷武器装备的总体集成与测试，以及在集成与测试中如何将故障尽可能一步隔离到测试性设计制定的LRU（外场可更换单元）、SRU（车间可更换单元）或更小可更换单元，是鱼雷总体集成与测试领域研究的主要内容之一。

1 测试与测试性

早期对测试的理解及实现基本都是针对完成产品特定功能的度量而进行的，其通用性差、难以扩展和移植且无法将故障准确隔离到较小的硬件单元，而现在对测试的理解及实现不仅已经拓展到集成测试这个高度，即实现测控系统/测试设备的集成，其目标包括测控系统/测试设备的功能集成、结构集成、信息集成和环境集成，而且还要从产品测试性设计高度完成集成测试，即通过现代测控系统/测试设备能够对电子系统/设备的内部状态进行控制和观测，以及通过控制过程和观测结果能够准确地确定产品状态，并能够准确地隔离其内部故障。

从某种意义上说，现在所研究的鱼雷总体集成与测试的技术和方法，均是基于测试性设计需求进行的，根据鱼雷武器装备维修保障体制的特点，可对鱼雷测试活动进行层级划分，即围绕基层级、基地级、中继级的三级维修保障体制展开测试性设计，以及与之对应的鱼雷测试活动。

2 传统的鱼雷总体集成方法

2.1 基于系统功能划分的鱼雷总体集成方法

该方法核心是将复杂的鱼雷电子系统（或结构系统）划分为分系统，每一个分系统又细分为若干组件和部件，这在电子设计技术不是很发达，特别在电子系统多采用模拟电子元器件的时代，这种设计方法简便实用、成为鱼雷复杂电子系统（或结构系统）设计普遍采用的方法。如图1所示。

图1 采用基于系统功能划分的鱼雷总体集成方法形成的产品组成示意图

2.2 基于模块化的鱼雷总体集成方法

该方法淡化或取消分系统、组件和部件的概念，其以“功能单一＋结构简单”为模块设计核心，将以往分系统、组件和部件内的所有功能进行更细更密的分解与梳理，合并分系统、分组件间共有的功能，同时将以往的大模块（分系统、组件和部件）从结构和功能两个方面细化为功能单一、结构简单的小模块或微模块。例如，将以往各分系统都具有的，用于将供电分系统输入的+27V电源经DC/DC隔离变换为分系统内所需+5V或+3.3V电源，统一在某一电源模块中予以实现，以优化对雷内狭小结构空间的使用，且减少电子系统的功率损耗。采用基于模块化的鱼雷总体集成方法后，在鱼雷内部将不存在分系统、组件或部件的概念，雷内除了承载各功能模块所需的结构骨架（也可以称其为一个结构模块）外，全部由功能单一，机械电气接口简单的小模块或微模块组成。如图2所示。

图2 采用基于模块化的鱼雷总体集成方法形成的产品组成示意图

图2中，各模块间通过背板（或底板）直插式连接器进行数据信息传输，且每一个模块可根据特定系列鱼雷产品的实际需求进行更细、更为功能单一的深层次划分，同时每一个模块在雷内狭小空间内的结构布局是固定的，是受结构层级化、一体化设计要求约束的。

3 测试性设计对鱼雷总体集成的影响

鱼雷武器装备研制中，因测试性的设计约束，将全雷按功能层次进行划分后，在鱼雷总体集成测试过程中，需分析、研究与测试性设计有关的如下主要问题。

（1）需分析鱼雷维修保障体制中，约定的全雷、舱段、组部件在不同维修场所的维修级别，以及在不同维修场所将故障隔离到舱段、组部件或功能模块的隔离级别。

（2）需根据测试性设计结果，在鱼雷总体集成过程中进行全雷测试接口、测试点，以及测试项目和测试类别的设计。

（3）需根据维修保障体制中，对全雷测试状态的约束（例如包装箱状态下的全雷测试、贮存状态转级时的全雷测试、一级战备状态下的全雷测试，以及待发射状态下的全雷测试等测试状态），以及不同测试状态下测试性要求的测试深度和故障隔离程度，进行鱼雷总体集成。

4 基于测试性约束的鱼雷总体集成与测试

基于测试性约束的鱼雷总体集成与测试的最佳前提条件是，采用基于模块化的鱼雷总体集成方法。因为，在采用模块化的鱼雷总体集成过程后，鱼雷内部的电子系统将被划分为功能单一＋结构简单的一系列模块，鱼雷总体集成的过程就是进行模块组合的过程，鱼雷总体集成测试的过程就是进行模块间匹配集成测试以及集成后系统功能验证的过程。

在进行模块化鱼雷总体集成后，鱼雷测试性设计的硬件实体即为单个的功能模块，在保证单个功能模块按测试性要求完成测试性设计的同时，开展以下工作即可完成基于测试性约束下的鱼雷总体集成与测试工作。

（1）在全雷集成前，根据测试性中的可观测性（即度量与故障隔离）需求，以及全雷测试的实际需求，进行功能独立的BIT（机内测试 built-in test）模块设计；

（2）进行全雷总体集成时，将鱼雷功能模块与BIT模块组装在同一结构空间，并通过背板总线等实现测试互连；

（3）根据全雷测试状态的不同，合理利用事先预留的全雷测试接口和测试点，借助ATE设备通过全雷测试口，实现对BIT模块的激励，以及给其他功能模块进行供电，使功能模块可根据测试序列的进程被BIT模块驱动；

（4）在不同的全雷测试状态下，通过全雷测试点观测全雷集成测试过程；

（5）ATE设备的测试序列设计与鱼雷内部BIT模块配套使用，在鱼雷总体集成与测试过程中测试序列一方面完成鱼雷的功能测试，一方面完成功能模块的故障隔离及定位；

（6）BIT模块内部不仅设计有用于测试激励的硬件电路，还有可完成各项测试的BIT软件（包括故障检测程序和故障隔离程序等），同时一个电子系统/设备中可能存在有应用功能不同的多种类型的BIT模块，分别用于鱼雷不同功能模块的激励与测试。

在上述基于测试性约束的鱼雷总体集成与测试过程中，可将测试故障直接隔离、定位到某一个功能模块上。因此，基层级、中继级在进行鱼雷测试活动的过程中，将测试故障隔离、定位在某一功能模块后，可直接更换有故障的功能模块，随后再将有故障的功能模块返回基地级进行维修即可。而不像目前的维修保障体制，仅能将故障隔离、定位到系统级或组件级，返回基地级进行维修的为系统或组件，其相比功能单一的模块而言，重量、体积，特别是维修成本均会很大、很高，因此对人力、物力及财力资源的使用均是一种浪费。

也就是说，在这种基于测试性约束的鱼雷总体集成与测试过程中，基层级、中继级和基地级的测试内容和测试过程基本相同，都可将测试故障隔离、定位到某一功能模块，唯一的差别仅在于基层级、中继级不具备对故障功能模块进行维修的能力，而基地级可进行故障功能模块的维修。基于测试性约束的鱼雷总体集成

图3 基于测试性约束的鱼雷总体集成与测试框图

与测试的系统框图见图3所示。

5 小结

本文研究了基于测试性约束的鱼雷总体集成与测试方法，并从测试性、总体集成与测试角度提出了一种既能较好的满足测试性要求，又能便于总体集成与测试的方法。即鱼雷总体集成采用模块化的设计方法，同时将鱼雷武器装备的测试性设计实现在功能单一、结构简单的模块或微模块中，以期顺利实现测试性约束条件下的鱼雷总体集成与系统测试。

[1]童时中.模块化原理、设计方法及应用[M].北京：中国标准出版社，2000.

[2]宋太亮.装备保障性系统工程[M].北京：国防工业出版社，2008.

Integration and test of Torpedo Based on testability constraint

Xu Feng
（Ministry of naval equipment，Xi’an Shaanxi，710065）

This article from the test and test, test and torpedo overall integration testing, carried out torpedo weapons in the test under the constraints of overall integration and test research for the torpedo weapon equipment overall integration and testing process provides guidance and reference.

testability; integration testing