基于故障树的某装备大屏显示器质量问题处理

蓝琛 王建国 高铁路

摘要：通过采用故障树的方法，分析解决了某装备大屏显示器黑屏质量问题，在机理分析基础上，明确了后续措施，并针对针对此类问题提供了对策建议，对于显示类产品质量问题处理具有参考作用。

Abstract： This paper solves the quality problem of large screen on some equipment based on fault tree， and gives the post-measures on the basis of mechanism analysis clearly， and provides some advices like this. All of these can provide the references about the display product.

关键词：大屏显示器；黑屏；质量问题；故障树

Key words： large screen；black screen；quality problem；fault tree

中图分类号：TN873 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）31-0230-03

0 引言

为响应国防信息化建设需求，某部指出超大尺寸和超高分辨率显示器是未来的技术的发展趋势，因此提出了研制56寸车载超大尺寸超高分辨率显示器的需求。当时，该款56寸车载加固大屏显示器是某型方舱指挥车的配套产品，在军检阶段进行环境试验高温工作阶段，即55℃下保温4小时后通电工作，显示器开机后操作亮度按键，出现背光关闭黑屏现象，操作亮度、对比度和电源按键均无响应，电源指示灯常亮。重新上电开机，进行对比度调节操作和电源开关操作，操作功能均正常，进行亮度调节操作，复现黑屏现象。该大屏显示器采购属于应急采购产品，所以出现黑屏情况以后，负责该单位军检验收的军代室和承制单位都很重视，毕竟不能因为配套产品未按时交付而耽搁整车的鉴定交付。

1 问题定位

故障发生后，军代表室第一时间组织了两个公司的质量和技术人员对问题进行定位，首先明确大屏显示器的连接关系，连接框图如图1所示；然后针对故障现象描绘出黑屏现象的故障树，显示器黑屏现象故障树如图2所示；最终根据故障树对问题进行清晰定位。通过故障树排查故障。

1.1 E1外部直流电源故障

检查直流电源输出电压和电流，电压测量为DC24V，满足正常工作要求（DC19.2V～27.6V之间），最大电流测量为23A左右，也满足正常工作要求（电流设置最大输出为50A）。因此底事件E1可以排除。

1.2 E2外部电源电缆故障

在故障发生时，显示器电源指示灯正常点亮，重新开机之后，显示器工作正常，表明显示器电源供电系统正常。断电之后，在静态下测试电源电缆，经过测试，外部电源电缆引脚功能定义连接正常，没有出现短路、断路现象，另外在产品安全性检验中对电源电缆进行了绝缘电阻和抗电强度检测，检测结果均正常。因此，底事件E2可以排除。

1.3 E3外部信号主机故障、E4外部信号电缆故障、E5显示器身故障

当显示器重新上电之后，显示功能正常，此时，外部信号主机没有进行任何操作，因此，可以证明液晶屏，外部信号主机，外部信号电缆工作正常。因此，底事件E3、E4和E5可以排除。

1.4 E6显示器背光控制板故障、E7显示器背光源故障、E8显示器背光控制电缆故障、E9背光控制程序故障

故障复现时，检查背光控制板上工作指示灯，指示灯正常闪烁，指示灯是由软件控制程序控制I/O口电平状态实现LED闪烁，同时测试背光控制信号E_PWM、BLON和SEL_PWM三个信号，对比单板工作正常时和出现故障时的信号波形，两种状态下信号波形一致正确，表明背光控制信号输出正常，背光控制板工作正常，背光控制程序运行正常，因此底事件E6、E7、E8和E9可以排除。

1.5 E10图像板信号处理故障、E11图像板电源故障、E12内部信号电缆故障

当显示器重新上电之后，显示功能正常，因此，可以证明图像板、内部信号电缆等工作正常，因此，底事件E10、E11、E12可以排除。

1.6 E13高温保护程序故障、E14温度传感器故障

对本批次的其它产品的单板进行故障复现和试验验证，发现当试验箱环境温度达到55℃或以上的时候开机，故障就会出现，根据产品的高温保护功能设置，可以判定，显示器黑屏是因为产品的高温保护功能启动，但是根据程序设置，高温保护功能启动是在BIT检测环境温度超过60℃才启动，因此，此次高温保护功能启动属于异常启动。

进一步试验验证，通过BIT实时读取采样温度。将设置试验箱到60℃，保温2h后进行测试，串口读取BIT检测温度为65℃，超出实际环境温度5℃，多次采样读取温度，基本都穩定在65±1℃左右。再将试验箱温度设置为55℃，串口读取BIT检测温度为61℃，超过温度保护点限制。多次读取基本稳定在61±1℃。经过多个温度定的测定，发现BIT读取到的温度总比实际环境温度高5～6℃左右，由于BIT的温度检测是由高温保护程序和温度传感器共同完成此项功能，因此底事件E13和E14都无法排除。

为了进一步确定造成高温保护功能异常启动的原因，在高温保护程序不变的基础上，将温度传感器更换为旧版的传感器，经过高温环境下测试，当在高温55℃环境下工作时，检测环境温度为56℃。经过多个温度点的检测，BIT测试结果和实际环境温度偏差都在±1℃，因此，可以证明高温保护程序在各个温度点环境下工作正常，所以底事件E13（高温保护程序故障）可以排除。

经过逐步排查，只有底事件E14（温度传感器故障）无法排除。

2 机理分析

经过故障排查，造成显示器黑屏的原因是显示器的高温保护功能异常启动，而高温保护功能异常启动是因为温度传感器测试的温度值较实际值偏高，导致在不该启动高温保护功能的温度点将高温保护功能打开。

检查前后批次的温度传感器型号规格都相同，厂家也相同，不存在更改元器件情况发生。该温度传感器为热敏电阻器形式，随着温度的变化自身的电阻值发生改变，进而改变电压值，单片机的A/D口采集该电压模拟量转换为数字量来确定当前的环境温度进而控制高温保护程序的开关。

随后对该批次的温度传感器和之前批次温度传感器阻值进行了测试比对，发现之前批次传感器阻值偏小。经过对照，本批次传感器阻值和附件资料中标注的理论值更靠近，经过分析，应该是温度传感器进行了优化升级，根据附件资料中的标注电阻值进行了校正。

进一步分析，原来的软件转换参数是根据之前批次传感器实测阻值推算出来的，这导致在相同的溫度点下，旧款传感器检测到的温度值正常，新款传感器检测到的温度值偏高，因此在试验箱温度达到55℃时，本批次传感器检测的温度超过60℃而引起高温保护异常启动。

因此造成此次高温保护启动异常的原因就是该批次使用的温度传感器阻值进行了升级，对应温度的匹配阻值有了偏差，引起A/D口测试电压存在偏差，因此导致BIT检测到的温度和实际环境温度出现偏差引起。

3 后续措施

3.1 算法升级

将温度传感器的数据转换算法进行了升级，将BIT测试的温度值和实际环境温度值统一，确保两者之间的温差不可以超过±1℃，对修改后的产品进行高温试验验证，经过验证，高温环境下未发生高温保护异常启动现象，经过常温连续烤机24h，也未发现高温保护异常启动现象，也未发现其他异常现象。

3.2 版本控制

软件更改测试通过后，将按照软件管理的要求，提交相关报告，办理相关出入库手续，保证后续批次产品的软件版本正确，后续批次产品生产对温度传感器进行实际测试，确保温度传感器的测试值和实际值统一。

3.3 举一反三

进行举一反三，对于采用相同温度传感器并进行高温保护的项目目前只有大屏项目，目前大屏显示器已累计交付了近60套，检查之前交付的产品检验验收记录，在高温检测试验过程中未发现相同问题，检查产品的材料清单，发现之前交付的产品均为同一批次，而且当时的软件设置参数是根据实际测试阻值设置的，不会导致高温保护异常启动。因此之前交付的产品不存在类似问题，不进行处理。

4 启示

4.1 注重细节定成败

该问题的起因其实很简单，技术人员在编写环境温度模数转化程序的过程中，参数的设置参考了温度传感器的实测阻值，而实测值前后批次发生了变化引起的。作为军代表，如果第一时间从传感器入厂检开始把关，发现传感器的理论值与实测值的不一致，那么到了软件研制阶段，也不会存在因为参数设置的问题，因此，问题虽然通过软件更改消除了，但是其根在元器件的入厂检验，公司质监部门没有把关到位，军代表室也没有监督到位。这也表明了军代表工作重在平时，关键在细节，远不是最后验收那一个时段。

4.2 抓住关键是重点

在新时代新形势装备领域下，随着军民融合战略的持续推进，优秀的民营企业将会不可避免地涌入军工行业，企业间的深度融合，外协外购任务共享情况将会越来越广，也越来越复杂，在这中间，军代表如何做好自己的合同履行工作变得至关重要，只有认准定位，把握关键，才可以抽丝剥茧，化繁为简，事半功倍。

4.3 提升能力保实战

当今武器装备迅猛发展，国防工业市场风起云涌，部队实战化要求扎实推进，军代表作为装备建设中的重要一员，势必不能故步自封，应随着外部大环境的变化不断提升自身的能力与素质，从法规标准到装备构造原理的方方面面，都应“了如指掌”，熟记于心，确保能够满足部队新形势新任务的要求。

参考文献：

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